Lo básico del sistema GPS

Transcripción

Alberto 2.004
Alberto 2.004
ÍNDICE.
1. CARTOGRAFÍA. LOS MAPAS
1.1. Mapas.
1.2. Elipsoide. Latitud y longitud.
1.3. Proyección.
1.4. Sistemas de Coordenadas.
1.5. Datum.
1.6. Orientación del mapa. Nortes.
1.7. Curvas de nivel.
2. ORIENTACIÓN.
2.1. La Brújula o Compás.
2.2. Otros instrumentos de Orientación.
2.3. Cálculo de las coordenadas de un punto.
2.4. Navegación, Bearing, Heading, Course.....
3. EL SISTEMA GPS.
3.1. Introducción. Como funciona el GPS.
3.2. Fuentes de error del sistema.
3.3. La corrección diferencial.
3.4. El sistema WAAS / EGNOS / MTSAT.
3.5. Usos del GPS
4. RECEPTORES GPS PORTÁTILES
4.1. Como es un receptor GPS portátil.
4.2. Importancia de la antena.
4.3. Conceptos básicos.
4.4. Receptores con Mapa.
4.5. Receptores con Autorouting (navegadores).
4.6. Algunos receptores.
4.7. Como elegir un terminal GPS.
4.8. Cartografia admitida por los GPS. Mapas vectoriales (cartografía).
5. COMO USAR EL RECEPTOR GPS
5.1. Inicialización del GPS.
5.2. Geometría.
5.3. La corrección WASS / EGNOS.
5.4. Ajustes previos del GPS. Configuración.
5.5. Waypoints, Tracks y Rutas GPS. GOTO, Tracback.
5.6. Planificación de una ruta. Excursión.
5.7. Navegación básica. Caminado con el GPS.
5.8. Rutas o Tracks.
5.9. Pruebas de navegación.
5.10. Geocaching.
6. ACCESORIOS ESENCIALES.
6.1. Antena externa.
6.2. Alimentación. Cables y tarjetas de memoria.
6.3. Otros accesorios.
7. EL GPS Y EL ORDENADOR.
7.1. La ayuda de un ordenador, requisitos y recomendaciones.
7.2. Programas para GPS y ordenador.
7.3. Mapas digitales.
7.4. Mapas propios en los GPS.
8. GLOSARIO. DICCIONARIO DE TÉRMINOS.
9. OBSERVACIONES FINALES.
10. BIBLIOGRAFÍA, REFERENCIAS.
Curso básico uso del GPS. Página 1 de 58
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1. CARTOGRAFÍA. LOS MAPAS.
El objetivo de la cartografía es representar en un plano una parte de superficie terrestre.
1.1. MAPAS
Vamos a ver una pequeña diferencia entre lo que es una carta, un mapa y un plano.
Carta: representación en una parte más o menos extensa de la superficie de la tierra.
Mapa: representación geográfica de un país o terreno en una superficie plana.
Mapa topográfico: representación de un lugar o territorio de poca extensión en el que se detalla, la
naturaleza del terreno, los caminos, canales, ríos, etc....
Un mapa es una representación a tamaño reducido de una parte de la superficie de la tierra. El grado de
reducción del mapa se llama escala. Todos los mapas son necesariamente más pequeños que la zona real y
eso puede expresarse con una fracción. Los mapas que más utilizaremos serán los de escala 1:50.000,
1:25.000. Esto quiere decir, que cualquier distancia en el terreno será 50.000 o 25.000 veces mayor que la
trazada en el mapa.
Cuando trabajemos con mapas, debemos tener
en cuenta que la distancia medida sobre el plano, es
A
la llamada distancia reducida u horizontal que es
diferente a las distancias natural-real y la
D
geométrica.
Distancia natural, real o topográfica: la que
separa a los puntos A y B medida sobre el suelo,
sería la distancia ADB.
B
Distancia geométrica: distancia que separa A y
B, medidas sobre la recta imaginaria que los une.
Distancias reducida u horizontal: distancia que
separa los puntos A’ y B’ resultantes de proyectar A
A’
B’
y B sobre un plano horizontal, es la distancia medida
en el plano.
Por lo tanto siempre la distancia reducida será menor que la real, cuántos más desniveles halla sobre el
terreno, mayor será la diferencia entre la distancia reducida y la real
Uno de los problemas de la cartografía, que puede no resultar evidente si el mapa abarca una zona
relativamente pequeña, es que la tierra es una esfera, mientras que el mapa es plano. La diferencia entre la
curva de la superficie de la tierra y el trozo de papel plano sobre el cual se traza el mapa puede ser tan
pequeña que es posible ignorarla, si tan solo abarca 80 km. por lado, sin embargo, si se trata de 800 habrá
que tener en cuenta la distorsión.
Existen muchas maneras de proyectar un mapa de la tierra pero todos esos métodos constituyen intentos
de reproducir una esfera en una superficie plana.
En los mapas se utilizan sistemas para dar sensación de relieve.
Los sistemas empleados son el de tintas hipsométricas y el de sombreado. El procedimiento de tintas
hipsométricas consiste en colorear el espacio comprendido entre dos curvas de nivel, de distintos colores, o
del mismo color con distinta tonalidad. El sombreado se realiza suponiendo una fuente luminosa procedente
del noroeste con inclinación de 45º, el terreno presentará zonas iluminadas y zonas de sombra y penumbra. A
las zonas de sombra y penumbra se las sombrea con distintas intensidades.
1.2. ELIPSOIDE. LATITUD Y LONGITUD.
La Tierra tiene una forma muy compleja, pero se puede aproximar matemáticamente a un elipsoide de
revolución.
En 1924 la Asociación Internacional de Geodesia adoptó como elipsoide de referencia el medido por
Hayford en el año 1909 y que lleva su nombre. Hay otros elipsoides importantes como el de Clarke o el
WGS84 que es utilizado por el Sistema GPS.
Sobre el elipsoide, se definen dos parámetros que son las coordenadas geográficas longitud y latitud.
Longitud de un punto es el ángulo entre su meridiano y el meridiano de origen (Greenwich). Históricamente
cada país tenia su meridiano de origen, España tomaba como origen de longitudes el meridiano de Madrid. El
rango de longitudes va de 0º a 180º, indicando detrás E si es hacia el Este, o W si es hacia el Oeste. Las
líneas de longitud se llaman Meridianos.
La latitud de un punto es el ángulo entre el Ecuador, origen de las latitudes, y la perpendicular al elipsoide
en ese punto. El rango de latitudes va de 0º a 90º, indicando detrás si es Norte N o si es SUR S. Las líneas de
latitud se llaman Paralelos.
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1.3. PROYECCIÓN.
Es el procedimiento para presentar la superficie terrestre sobre un plano.
Una proyección cartográfica es una función matemática que a cada punto del elipsoide de asocia un punto
sobre el plano. Es decir, que a cada punto de la superficie terrestre con coordenadas geográficas los trasforma
en un punto con coordenadas planas.
Con total independencia del Datum empleado en los cálculos geodésicos, tenemos el problema matemático
de representar en una superficie plana, la superficie curva no rectificable del elipsoide utilizado (el elipsoide no
es desarrollable). Por tanto todas las proyecciones causan forzosamente deformaciones geométricas que
afectan a la calidad del mapa.
Tenemos proyecciones planas (la superficie de proyección es un plano) las cilíndricas y las cónicas. El
cilindro y el cono si son superficies desarrollables y por tanto su paso al plano no conlleva ninguna dificultad
geométrica.
Son, por ejemplo, las proyecciones Lambert (antiguamente utilizada en la geografía española) y Universal
Transversa Mercator (UTM) utilizada en los mapas topográficos, mapas oficiales y en los excursionistas,
también llamada cilíndrica transversal de Gauss.
LA PROYECCIÓN CÓNICA CONFORME DE LAMBERT.
La proyección cónica conforme de Lambert queda formada por el desarrollo de una superficie cónica,
tangente a un paralelo origen, o secante a dos paralelos. Es utilizada en las mapas oficiales franceses y de
Andorranos.
LA PROYECCIÓN UNIVERSAL TRANSVERSA MERCATOR (UTM).
Es la proyección reglamentaria en España desde 1968, es una proyección cilíndrica, transversa y
conforme.
Es cilíndrica porque la superficie sobre la que se proyecta es un cilindro tangente a la tierra.
Es transversa porque el cilindro de proyección es horizontal, tiene su eje en el plano del Ecuador y es
tangente a un meridiano.
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Es conforme porque los ángulos se conservan en la
proyección, el ángulo medido en el terreno y en el mapa tienen el
mismo valor.
Los elementos que definen los ejes rectangulares de la
cuadricula UTM, son: el Ecuador para el eje de las X, y el
meridiano central de cada huso para eje de las Y, dando a este
eje el valor de 500 km.
En las proyecciones cilíndricas, las deformaciones crecen a
medida las zonas a proyectar se separan de la línea de tangencia,
por lo que hay que limitar estas zonas. Para minimizar las
deformaciones se divide la Tierra en 60 husos de 6º de amplitud
cada uno, correspondiéndole a cada huso un cilindro de
proyección y un meridiano origen que es el centro del huso. De
esta manera, los puntos más alejados de la línea de tangencia
(meridiano central) están, como máximo a 3º.
La numeración de los 60 husos en que se divide la Tierra, se
realiza desde el 1 al 60 a partir del antimeridiano de Greenwich, y
de Oeste a Este. Estos husos abarcan desde el paralelo 80º Norte
hasta el paralelo 80º Sur.
Los husos se dividen en 20 bandas esféricas de 8º de latitud
que se alfabetizan con una letra mayúscula, de Sur a Norte,
empezando por la C y terminando por la X, Ambas inclusive
(excepto las CH, I, LL, Ñ y O).
De las intersecciones de las bandas y husos salen 1.200 trapecios esferoides de 6º de longitud por 8º de
latitud, que se llaman zonas, y que se designan con el numero del huso seguido de la letra de la banda
correspondiente, sin que se repita ninguna.
1.4. SISTEMAS DE COORDENADAS
Existen diversas formas de representar la ubicación de un punto en la superficie terrestre, pero todas ellas
suponen la proyección del globo terrestre sobre un plano que está atravesado por un conjunto de líneas
(rejilla): meridianos (longitud) y paralelos (latitud). Son las formas numéricas de expresar posiciones en el
mapa ya proyectado. Una posición se define en relación a un sistema de referencia fijo; un sistema tal que
permita establecer sin lugar a error la posición de dos localidades diferentes sin que se confundan entre sí. Los
sistemas mas comunes son las coordenadas UTM, las MGRS, las geográficas y las Lambert utilizadas
antiguamente en nuestro país. Normalmente solo trabajaremos con dos tipos de sistemas de coordenadas:
• geográficas: Grados, minutos y segundos. 00º00’00’’ N (latitud), 00º00’00’’ E (longitud)
• UTM: 30T 695028 E (easting), 4631193 N (northing).
COORDENADAS MGRS
(Military Grid Reference System). Se trata de un sistema de coordenadas rectangulares que forma parte del
sistema UTM usado por los militares, que define las distintas zonas por pares de letras que definen cuadrados
de 10 km de lado.
COORDENADAS GEOGRÁFICAS LONGITUD Y LATITUD
Este sistema proyecta líneas de latitud (paralelos) y líneas de longitud (meridianos) sobre la superficie
terrestre. El Ecuador es el paralelo de referencia. Los meridianos cortan perpendicularmente a los paralelos y
pasan por los polos norte y sur. En este sistema una posición queda definida como la intersección de un
meridiano (lat/lon).
Por encima del Ecuador (al norte), las latitudes son positivas y por debajo del mismo (al sur), son
negativas. Al este del meridiano de Greenwich o meridiano de referencia, cuyo valor es 0º las longitudes son
positivas, mientras que al oeste son negativas.
Latitud y longitud se expresan en grados, minutos y segundos (DDMMSS), en grados y decimales de grado
(DD.DDDD), o en grados, minutos y decimales de minuto (DDMM.MM). Normalmente se emplea el grado
sexagesimal. Este sistema de referencia es el empleado en navegación marítima y aérea. Su principal virtud,
es que abarca toda la superficie del globo terráqueo. En tierra no resulta tan práctico debido a la curvatura
sobre el mapa de las líneas de referencia y de la división sexagesimal de las partes que lo forman.
COORDENADAS UTM (UNIVERSAL TRANSVERSA MERCATOR)
En este sistema se proyectan pequeñas zonas del globo sobre superficies planas, realizando proyecciones
sobre un hipotético cilindro transversal que va girando alrededor del eje norte sur. En UTM, la posición se
define por tres elementos: el huso o zona, la coordenada ESTE correspondiente al eje horizontal del mapa y la
coordenada NORTE correspondiente al eje vertical. Cada huso tiene 6º de anchura en su parte central, ya que
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la deformación crece a medida que nos alejamos del Ecuador la proyección UTM queda limitada entre los
paralelos 84º norte y 80º sur y se complementa
con una proyección polar estereográfica (UPS).
Estas coordenadas son las distancias lineales
en metros a los ejes este y norte de referencia,
dentro de cada zona y no coinciden con la
coordenadas geográficas lat/lon.
Para determinar una posición sobre un mapa,
los mapas UTM incorporan una cuadrícula
kilométrica y en los bordes del mapa aparece la
numeración de las coordenadas en incrementos
de 1.000 m, por ejemplo 516.000, 517.000 este y
4.556.000, 4.557.000 norte.
En este caso, la posición indicada en el mapa
por un punto, se encuentra dentro del cuadro que
empieza en 624 por el este y 4464 por el norte.
Con ayuda de un escalímetro hay que medir la
distancia en metros desde este punto hasta cada
uno de los ejes más próximos y añadirla a la
numeración correspondiente a los mismos. El
resultado sería W 624509 N 4464677.
Zonas UTM en España
Características de las zonas UTM.
Aquí hay una representación de las 60 zonas UTM de la tierra. A las zonas de la Tierra se les denomina
husos.
Cada huso UTM está dividido en 20 bandas (desde la C hasta la X).
Las bandas C a M están en el hemisferio sur.
Las bandas N a X están en el hemisferio norte. Una regla útil es acordarse de que cualquier banda que
esté por encima de N (de norte) está en el hemisferio norte.
Las primeras 19 bandas (C a W) están separadas o tienen una altura de 8º cada una. La banda 20 o X
tiene una altura de 12º.
España esté incluida en las zonas / husos 28 (Islas Canarias), 29 (Galicia), 30 (centro de España y España
occidental), y 31 (España oriental e Islas Baleares).
Este sistema de coordenadas no es aplicable a altas latitudes ya que se producen altas de formación por el
tipo de proyección utilizada. Por encima de 80º de latitud norte y sur se utiliza el sistema UPS (Universal Polar
Stereographic)
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CAMBIOS DE COORDENADAS Y PROYECCIONES.
La importancia de los cambios de coordenadas radica en la necesidad de utilizar distintos sistemas de
referencia. El GPS utiliza coordenadas egocéntricas ortogonales, con el origen en el centro de masas de la
Tierra, mientras la mayoría de los mapas europeos utilizan el sistema de referencia ED50.
Los parámetros matemáticos necesarios para cambiar de un sistema egocéntrico a otro es lo que se llama
el cambio de Datum.
A partir de las coordenadas geocéntricas de un sistema de referencia se puede efectuar un cambio de
coordenadas para pasarlas a geográficas, una vez definida la superficie de referencia. En general esta
superficie será un elipsoide.
1.5. DATUM
Sistema de referencia que se emplea para simplificar la forma de la Tierra y poder expresar en forma
numérica (longitud, latitud y altura) la posición geodésica de los puntos reales del terreno.
Para crear un mapa que represente las diferentes áreas del globo terráqueo, ha sido necesario aplicar
diferentes modelos matemáticos que sean capaces, en primer lugar, de representar de la mejor forma posible
la forma de la Tierra. Para eso se definen los llamados elipsoides. Como la Tierra no es una esfera ni un
ovoide perfecto, ha sido necesario definir diferentes elipsoides.
Una vez que hayamos sido capaces de definir la forma de la Tierra con un elipsoide, necesitaremos crear
otro modelo matemático que nos permita representar un punto concreto en un mapa con sus valores de
coordenadas. A este modelo matemático le llamamos datum. Ahora hay que destacar que un datum tiene que
estar necesariamente referido a un elipsoide en particular: Éste es conocido como el elipsoide de referencia.
Existen diferentes DATUMS si se usan diferentes elipsoides de referencia.
Para definir un datum se necesita además definir el llamado punto fundamental. Se trata de un lugar o sitio
preciso (una torre en la ciudad alemana de Potsdam para el caso del datum European 50) que se usa como
referencia u origen para definir el resto de los puntos del mapa. Cuando se definen el resto de los puntos, se
puede considerar además diferentes tipos de proyecciones de la superficie curva de la Tierra en un mapa
plano. Por tanto, un mapa podría decirse que se construye considerando el elipsoide, el tipo de proyección y el
datum. Esto hace que un mismo mapa se pueda construir de muchas formas distintas, y todas ellas son
válidas.
El hecho más destacable es que, como consecuencia de todo lo anterior, UNA MISMA POSICIÓN REAL,
contendrá valores de coordenadas diferentes si se expresan con DATUMS distintos.
Los DATUMS afectan tanto la posición expresada en Latitud / Longitud (coordenadas angulares) como los
sistemas locales de cuadricula (UTM, British National Grid etc.) (coordenadas rectangulares).
Si tenemos dos mapas de la misma zona y han sido dibujadas con diferentes DATUMS, entonces la latitud
y longitud del mismo lugar es probable que sea diferente una de otra.
Es necesario aplicar ciertas correcciones cuando se pretende situar la posición de una coordenada sobre
un mapa que usa un datum diferente al que están expresadas dichas coordenadas, ya que de otro modo los
objetos que creemos podrían emplazarse en un lugar equivocado. Los receptores GPS y los programas para
el uso de mapas son capaces de efectuar estas correcciones.
HAY QUE COMPROBAR LOS DATUMS CUIDADOSAMENTE. Todas las latitudes y longitudes usadas
para la navegación deben estar expresadas en el mismo datum del mapa que se está usando. No siempre se
cometerán los mismos errores, a veces son mayores, y a veces menores.
El Datum utilizado en la mayoría de los mapas Españoles es el Europeo, conocido también como ED50. En
cada parte del mundo se aplica un datum, el que se adapte mejor.
El datum europeo significa que el elipsoide de Hayford es tangente al geoide en un punto conocido de la
ciudad alemana de Postdam. El elipsoide se aproxima al geoide y a la superficie real de la Tierra. A veces se
realizan variaciones locales del Datum para que el elipsoide se aproxime lo más posible al geoide en esa zona
concreta.
En resumen datum:
Modelo matemático que permite la representación de un punto en un mapa. El concepto es complicado.
Uno de los aspectos más relevantes que debería tener en consideración un usuario de GPS's, es el hecho de
que una misma posición real, contendrá valores de coordenadas diferentes si se expresan en dos datum
diferentes. La mayor parte de los errores de los usuarios de los GPS's son cometidos por un uso indebido de
los DATUMS.
ED50. Nombre abreviado que recibe el datum European 50.
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Para introducir manualmente valores de coordenadas en tu receptor GPS, hay que tener en cuenta:
1. El datum que usa el mapa del cual vas a tomar la posición, si te han pasado algún waypoint tienes que
saber en que datum están expresadas las coordenadas.
2. Elige en el menú datum del GPS el mismo tipo que el de las coordenadas.
3. Ahora puedes introducir las coordenadas. Los datum deben de coincidir.
Fíjate que hay desviaciones de mas de 300 metros.
Numero
UTM, 1
UTM, 2
UTM, 3
UTM, 4
UTM, 5
UTM, 6
UTM, 7
UTM, 8
UTM, 9
UTM, 10
UTM, 11
UTM, 12
UTM, 13
UTM, 14
UTM, 15
Datum usado
European 1950
WGS84
Postdam
Geodeticum 1949
NAD27
Pico de las Nieves
Rome 1940
Ireland 1965
LC 5 Astro
Merchich
Observatorio 1966
Austrian
CH-1903
DOS 1968
Marco Astro
El datum Europeo 1979 no muestra ninguna
diferencia apreciable en relación al Europeo 1950,
y como coinciden, lo he eliminado de la lista.
La línea superior muestra una distancia de 1
Km entre las dos marcas.
Recuerda, el circulo marcado tiene un radio
que corresponde a 100 metros.
Datum Intercambio Datos con el GPS.
Para los Garmin este datum siempre deberá ser el WGS 84 (Sistema Geodésico Mundial de 1984). Estos
equipos siempre transmiten sus datos en este datum, INDEPENDIENTEMENTE de cual sea el datum con el
que lo hayamos configurado.
Para los Magellans este datum siempre deberá ser el WGS 84. Pasa lo mismo que con los Garmin.
Para los Lowrance / Eagle - La mayoría deberá tener el datum fijado a WGS 84 pero se debe tener cuidado
cuando se está usando un GlobalNav 200 o un Eagle Explorer ya que algunas de estas unidades requieren
que el datum de envío / recepción de datos sea el mismo con el que se tiene configurado el GPS. Es decir. No
siempre emiten en WGS84.
1.6. ORIENTACIÓN DEL MAPA. NORTES.
En la mayoría de las mapas aparece una gráfica en la que se pueden ver las direcciones de los tres Nortes,
el magnético, el geográfico y el de la proyección:
NORTE MAGNÉTICO: Es la dirección que apunta hacia el polo Norte Magnético. El norte magnético no es
una dirección fija ya que depende de las variaciones del campo magnético terrestre que hace variar tanto la
posición del eje magnético como en ocasiones incluso la polaridad del campo.
NORTE GEOGRÁFICO: Es la dirección que señala hacia el polo Norte Geográfico, que coincide con el eje
de rotación de la Tierra. Este tampoco es fijo debido a los movimientos de nutacion y precesión de la Tierra.
El norte magnético no coincide con el norte geográfico.
NORTE DE LA PROYECCIÓN: Esta es la dirección que señala el polo norte definido por la proyección. La
mayoría de los mapas están orientados según este norte, es decir la parte superior del mismo señala el norte
de la proyección.
DECLINACIÓN MAGNÉTICA: Es el ángulo que forman el norte geográfico y el norte magnético. Esto
significa que el norte que señala la brújula no corresponde con el norte del mapa, para corregir la diferencia,
una vez tomado el rumbo con ayuda del mapa y la brújula simplemente se resta o se suma el valor de la
declinación magnética. EL norte geográfico y el norte magnético están cambiando continuamente, aunque
lentamente de 5 a 10 minutos al año. Para España el norte magnético esta a la izquierda del geográfico y han
de pasar algunos años para que el norte magnético pase a la derecha del geográfico. En los mapas figura el
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valor del ángulo, la fecha de su determinación y la variación anual del mismo. Con esta información
complementaria se puede calcular su valor en el momento de consultar el mapa. En España, el norte
magnético oscila entre los cuatro o cinco grados al oeste del norte geográfico; como ejemplo un error de un
grado nos desviaría 90 metros de nuestro objetivo cada 5 kilómetros, en excursionismo las desviaciones son
tan pequeñas no merece la pena corregirlas.
La declinación se mide tomando como origen el Norte geográfico y en los dos sentidos. Cuando el Norte
magnético esta a la izquierda (Oeste) del geográfico, se llama declinación Occidental, y cuando el Norte
magnético esta a la derecha (Este) del geográfico, se llama declinación Oriental. En España, y durante
muchos años, todavía la declinación es Occidental.
CONVERGENCIA DE MERIDIANOS: es el ángulo que forman el norte geográfico y el de la proyección.
1.7. CURVAS DE NIVEL.
Otros datos que suministran los mapas y que pueden ser de gran interés para nuestra actividad son las
alturas o depresiones, es decir, las curvas de nivel. Estas vienen representadas por unas líneas que unen
puntos de igual altura. El lector de un mapa podría suponer que la ruta más corta entre dos puntos es una
línea recta en el mapa cuando en realidad hay una montaña entre esos dos puntos o un barranco
infranqueable. En ambos casos, la trayectoria más corta y quizá la única, consistiría en seguir una de las
curvas de nivel para evitar el obstáculo.
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Las curvas de nivel se sitúan a alturas
equidistantes. La altura entre curvas depende de la
escala del mapa; mientras que en mapa de escala
1:25.000 las curvas se colocan en 10 metros de
altitud, en uno de escala 1: 50.000 este valor es de
20 metros. La disposición de las curvas definen el
relieve. Cuanto más juntas estén más acusada es la
pendiente y viceversa. Es común a todos los mapas
dibujar una curva de nivel más gruesa y oscura cada
100 metros que recibe el nombre de curva maestra o
directora y que en algún punto de su trazado lleva
impresa la cota. En los mapas excursionistas las
curvas de nivel se combinan con colores
normalizados (tintas hipsométricas) para facilitar la
interpretación de la altitud.
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2. ORIENTACIÓN.
Desde antiguo, el hombre ha sabido orientarse sin necesidad de recurrir a sofisticados y costosos aparatos
electrónicos. Este pequeño manual intenta “orientar” a aquellos que por una u otra razón desean saber donde
están y hacia donde se dirigen, con medios sencillos. Mapa, brújula, escalímetro, coordinógrafo, curvímetro y
transportador de ángulos serán nuestros compañeros de viaje a lo largo de estas líneas y lo mejor de todo es
que jamás se quedarán sin batería.
2.1. LA BRÚJULA O COMPÁS.
El compás o brújula nos permite conocer en que dirección nos estamos moviendo en cada momento, y de
esa manera saber la ubicación relativa de nuestro destino. La brújula mide rumbos (ya que la aguja marca el
norte magnético), y conocido el rumbo de una dirección se puede calcular fácilmente su orientación y su
acimut.
El compás de un GPS suele saber la dirección en la que nos movemos comparando la posición actual con
las anteriores para de esa manera saber hacia donde nos desplazamos. El principal inconveniente de este
sistema está en que cuando estemos parados o moviéndonos muy lentamente el GPS no podrá determinar
nuestra dirección.
Algunos GPS incluyen un compás magnético-electrónico que funciona como una brújula tradicional, pero
debemos tener en cuenta que al utilizarlos en el interior de un coche el magnetismo interior del vehículo puede
alterar la lectura.
Las partes de una brújula de base transparente y limbo móvil que es la más utilizada para trabajar con
mapas son:
La base, la flecha de dirección, el limbo que es móvil, la aguja magnética.
La brújula es el método más común de relacionar un mapa con la parte de la superficie de tierra que
representa. Las hay de muchos tipos, pero prácticamente todas basadas en el mismo principio y es la
propiedad de que, un imán que gira libremente se sitúa en la línea norte sur. Tal vez la más útil para nuestros
propósitos sea la brújula silva o de base transparente
que dispone de un círculo graduado móvil o la de
alidada que nos permite tomar rumbos o
marcaciones. Decimos que la aguja de la brújula
señala hacia el norte; sin embargo, no señala
exactamente el Polo Norte, es decir, al norte
geográfico, lo que atrae a la aguja es un campo
magnético que procede de algún lugar del polo, y se
denomina norte magnético.
Existen variaciones en el campo magnético. La
diferencia de ángulo entre el norte geográfico y
magnético varía de un lugar a otro. En el margen del
mapa se indica esta desviación con una flecha que
señala hacia el norte geográfico y otra que señala
hacia el norte magnético. La diferencia de grados
entre uno y otro se llama declinación magnética. En
España, actualmente, es aproximadamente de 5º
NW.
ORIENTACIÓN CON LA BRÚJULA
Dada una dirección en el terreno hallar su rumbo.
Si tenemos la dirección AB para determinar su rumbo, se realizaran los siguientes pasos:
1- Situarse en el punto A.
2- Visar por la línea de mira, al punto B.
3- Sin dejar de visar el punto B, girar al mismo tiempo el limbo móvil, hasta que la punta y la cola de la
aguja coincidan con las referencias de declinación (N-S).
4- Leer en el limbo de la aguja la graduación correspondiente al rumbo.
Dado un rumbo, materializar la dirección en el terreno.
Si tenemos el valor del rumbo de una dirección y queremos materializarla en el terreno, procederemos de
forma inversa al apartado anterior.
1- Moveremos el limbo hasta que la graduación del rumbo dado quede frente al índice.
2- Poniendo brújula lo mas horizontal posible, la moveremos hasta que la aguja coincida con las
referencias norte-sur.
3- Visados por la línea de mira y tomamos una referencia lo más lejana posible, procurando que la aguja
no se salga de sus referencias.
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4- El rumbo pedido nos lo materializa el punto de estación en que estamos y la referencia lejana visada.
Para identificar el punto donde estamos en el mapa (triangulación).
El método consiste en identificar dos objetos preferiblemente a un ángulo de 90º entre sí, una montaña
especialmente alta, un grupo de casas, un puente sobre un río, cualquier elemento que podamos identificar en
el mapa desde nuestro punto de vista. Sin embargo, es posible que debamos orientarnos a partir de puntos
situados en ángulos diferentes a éste. Un tercer objeto nos ayudará a confirmar la posición obtenida a partir de
los otros dos.
Al utilizar las marcaciones de la brújula se debe trabajar colocándola sobre el mapa, si es posible en un
lugar plano y nivelado, haciendo coincidir el norte con la aguja y asimismo sobre las líneas norte / sur que se
aprecian en el mapa. Tendremos una pequeña diferencia entre el norte geográfico y el magnético, es la
declinación magnética. Para las distancias que nos interesan es poco importante, teniendo en cuenta que
nuestras marcaciones también se desviarán varios grados utilizando una brújula simple.
El trazado es más fácil disponiendo de un transportador, pero si no lo tenemos podemos utilizar la misma
brújula.
Trazamos en el mapa una línea norte / sur que atraviesa el símbolo del objeto que se ha observado.
Colocamos el centro del transportador sobre el símbolo y a partir de su borde determinamos su marcación y la
opuesta. Trazamos una línea que atraviesa el símbolo y estaremos en un lugar de esa línea. Repetimos el
proceso con el símbolo de otro objeto observado. Esta línea cruzará la anterior; si hemos trabajado bien nos
encontraremos en la intersección de las dos líneas. Si es posible una tercera observación, ésta se encargará
de confirmarnos nuestra exactitud, pues se cruzará con las dos anteriores en el mismo punto.
Para ir de desde nuestra posición a otro punto en el mapa.
Lo mejor es utilizar una brújula de base trasparente y limbo móvil.
Paso 1: unimos el punto de origen y de destino en el mapa por medio del borde de la base transparente de
la brújula. Si no alcanza podemos extender la línea imaginaria con el cordón con el borde de un carné o
cualquier otra cosa recta.
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No es necesario alinear el mapa con el norte.
Paso 2: sin mover el mapa ni la brújula girar el limbo móvil hasta que la flecha de orientación del limbo(y
líneas paralelas si las tuviere) se alinea con las líneas norte-sur de mapa, es decir, que señale al norte del
mapa.
Paso 3: levantamos la brújula del mapa y, manteniéndola
nivelada, girando sobre nosotros mismos hasta que la mitad de la
aguja magnética que señala al norte (coloreada en rojo
normalmente o con una gota de material reflectante) coincida con
la flecha de orientación. La dirección que tenemos que seguir para
llegar al destino la señala la flecha de dirección que hay en el
borde superior de la base trasparente de la brújula. Además,
podemos conocer el rumbo en grados por medio del dial del limbo
móvil. Para seguir esta dirección es aconsejable localizar un punto
de referencia situado en la dirección hacia la que nos dirigimos (un
árbol grande, una roca...) y llegar hasta el. Repetir después la
operación dirigiendo un nuevo punto de referencia. Si la visibilidad
es escasa hay que enviar a un compañero por delante en la
dirección deseada que sirva de referencia.
Atención: para que coincidan la flecha de orientación y la aguja
magnética ahí que girar sobre uno mismo, no girar la brújula.
2.2. OTROS INSTRUMENTOS DE ORIENTACIÓN.
TRANSPORTADOR DE ÁNGULOS
Es un instrumento con una línea de base sobre la cual se ha
señalado el centro y un borde graduado a partir del centro de 0 a
360º. Nos será especialmente útil cuando debamos trazar en el
mapa nuestro rumbo o el opuesto. Para la cartografía resultan
más útiles los de plástico transparente, ya que permiten ver los
detalles del mapa a través de él.
COORDINÓGRAFO.
Es una especie de regla graduada transparente, con diferentes
escalas que sirve para sacar coordenadas UTM con precisión.
CURVÍMETRO
Consiste en una rueda sobre un eje conectado por un engranaje a un
disco. El disco puede disponer de una aguja que gira alrededor de una o
más escalas, de modo que las distancias en los mapas pueden leerse
directamente después de recorrer el tramo con la rueda
ESCALÍMETRO
Es una regla graduada para adaptarse a las escalas cartográficas y
vienen divididas en las escalas más utilizadas.
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2.3. CÁLCULO DE LAS COORDENADAS DE UN PUNTO.
Aquí solamente vamos a calcular las coordenadas UTM, la más sencilla, utilizada y con mayor precisión en
el calculo.
En los bordes de los mapas topográficos aparecen las coordenadas, por medio de las cuales es posible
conocer con certeza la situación de cualquier elemento o la posición indicada por el GPS.
Incluyen también una cuadricula kilométrica, correspondiente a las coordenadas UTM que ayuda a
averiguar la situación de cualquier punto.
Las coordenadas UTM no corresponden a un punto, sino a un cuadrado. Siempre corresponde a un área
cuadrada cuyo lado depende del grado de resolución de la coordenada. Cualquier punto comprendido dentro
este cuadrado (a esa resolución en particular) tiene el mismo valor de coordenada UTM. El valor de referencia
definido la coordenada UTM no esta localizada en el centro del cuadrado, sino en la esquina inferior izquierda
de dicho cuadrado.
Una zona UTM siempre se lee de izquierda a derecha (para dar el valor del Easting), y de abajo arriba
(para dar el valor del Norting). Esto quiere decir:
El valor del Easting corresponde a la distancia hacia el Este desde la esquina inferior izquierda de la
cuadrícula UTM.
El valor del Norting siempre es la distancia hacia el Norte (en el hemisferio norte).
Mientras mayor sea número de dígitos que usemos en las coordenadas, menor será el área representada.
Normalmente, el área que registran los GPS coincide con el valor de un metro cuadrado, ya que usan seis
dígitos para el valor de Easting y siete dígitos para el Norting.
También daremos el valor de la zona / huso y la banda (él numero de Huso y la letra de la Banda).
SITUAR UN PUNTO DADO CON SUS COORDENADAS EN EL MAPA.
Tengamos el punto A dado por sus coordenadas rectangulares X= 275.913, Y= 4541.690, que queremos
situar en un mapa a escala 1:25.000. Sabemos que el mapa esta dividido en cuadrados de 1 Km de lado y el
punto estará en el cuadrado limitado por las barras” meridianas” 275 y 276 y por las rectas “paralelas” 4541 y
45
42.
Tener en cuenta siempre el datum de las coordenadas y el datum del mapa, tiene que ser el mismo.
Las tres primeras cifras de la abscisa y las cuatro primeras de la ordenada representan las coordenadas de
la esquina SW ( inferior izquierda) del cuadrado donde está el punto; a partir de esta esquina, tomemos los
913 m y 690 m, representados, finalmente, por 913/25 = 36,5 mm y 690/25 = 27,6 mm hacia la derecha y hacia
arriba respectiva y sucesivamente (sentidos crecientes) y obtendremos la situación del punto A.
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DETERMINAR LAS COORDENADAS DE UN PUNTO DEL MAPA.
Si tenemos un punto situado en el mapa a escala 1:25.000 y queremos determinar sus coordenadas
rectangulares, procederemos de manera inversa al caso anterior. Desde el punto A bajamos una perpendicular
a la recta horizontal 4541, hasta que la corte, punto A’. Medimos la distancia AA’ y la que hay entre A’ y la
esquina SW del cuadrado en el que se encuentra el punto A, obteniendo respectivamente 27,6 mm y 36,5 mm.
Si los transformamos a la escala correspondiente nos dan 690 m y 913 m. Como la esquina SW tiene las
coordenadas kilométricas 275 para la X, que en realidad son 275.000 m y 4541 para la Y, que en realidad son
4.541.000 m, las coordenadas del punto A serán X= 275.913, Y= 4.541.690. El resultado final seria: Datum
Europeo 1950 (europeo, como vemos anotado en el mapa) coordenadas UTM, huso 30T, 275913 Easting,
4541690 Northing.
Un procedimiento que facilita estas operaciones de calcular las coordenadas de un punto o situar un punto
en el mapa por sus coordenadas, es el uso del coordinatógrafo o coordinógrafo.
Debemos tener en cuenta en que sistema de coordenadas nos están dando la posición de un waypoint,
puesto que debemos configurar nuestro GPS para que nos muestre la posición según dicho sistema.
2.4. NAVEGACIÓN. BEARING, HEADING, COURSE.....
Bearing, Heading, Course y Track. Todos estos términos significan rumbos y no debemos de confundirlos.
RUMBO. De una dirección es el ángulo que forma el Norte magnético con esa dirección, medido desde el
Norte magnético a la dirección en el sentido de las agujas del reloj. Es el que tomamos con la brújula.
ACIMUT. De una dirección es el ángulo que forma el Norte geográfico con esa dirección, medido desde el
Norte geográfico a la dirección en el sentido de las agujas del reloj. Es el que tomamos sobre el mapa.
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ORIENTACIÓN. De una dirección es el ángulo que forma el Norte de la cuadricula o proyección con esa
dirección, medido desde el Norte de la cuadricula o proyección a la dirección en el sentido de las agujas del
reloj. Es el que tomamos sobre el mapa respecto a las cuadriculas UTM.
BEARING. Rumbo, ángulo con el norte del punto donde nos encontramos a otro al que queremos ir. Angulo
horizontal que forma un punto desde otro, ángulo que forma un punto con el meridiano (verdadero, magnético)
en otras palabras rumbo o dirección hacia ese punto.
HEADING. También llamado TRACK. Ir hacia delante. Dirección horizontal a la que apunta en cualquier
instante el móvil.
COURSE. Cuando un móvil se aparta de su ruta y quiere volverá a ella entonces el rumbo mas idóneo lo
calcula el GPS como COURSE.
TRACK. Significa camino, pero en el GPS puede tener dos sentidos:
El ángulo que formamos respecto al norte (heading).
La huella (rastro, camino...) que vamos dejando marcada en el GPS según nos movemos, puntos que se
van guardando en al memoria del GPS y se pueden ver en la pantalla llamada map o plot.
Como ejemplo vamos a imaginar una ruta directa desde el punto A hasta el punto B:
NORTE
PUNTO DE DESTINO
B
BEARING
90º
COURSE
COURSE
DESVIACIÓN=CDI
HEADING=TRACK
A
POSICIÓN GPS
PUNTO DE PARTIDA
TRACKLOG
ESTE
1/ Sobre el mapa el triángulo corresponde a nuestro GPS.
2/ COURSE indica la orientación respecto al norte de la línea más corta entre el punto A y B.
3/ Como el terreno es irregular nos obliga realizar un recorrido sinuoso, cuya huella en el mapa es la línea
del TRAGLOG.
4/ En todo momento el receptor nos indica la separación entre la trayectoria real y el camino directo entre A
y B. Se llama CDI (INDICADOR DE DESVIACIÓN DEL COURSE) y nos muestra mediante un indicador la
desviación respecto a la trayectoria ideal.
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5/ El receptor también nos muestra el rumbo real de nuestros pasos o HEADING también llamado por
muchos equipos TRACK.
6/ Teniendo en cuenta que nuestro equipo ha recibido la orden de guiarnos desde A y B (GOTO) y advierte
que no llevamos camino ideal, entonces nos va informando de la distancia a la que nos hallamos del punto B y
del rumbo que deberíamos (BEARING) seguir para alcanzar cuanto antes el punto de destino.
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3. EL SISTEMA GPS.
3.1. INTRODUCCIÓN. COMO FUNCIONA EL GPS.
Dentro de los grupos de Sistemas de Geodesia Espacial, destacan la Constelación NAVSTAR (Navegación
por Satélite en Tiempo y Distancia) y la Constelación GLONASS (Sistema Global de Navegación por Satélite).
Ambas constelaciones fueron creadas por los Departamentos de Defensa de los Estados Unidos y Rusia,
respectivamente, y su principal cometido era poder posicionar un objeto en la superficie de la Tierra a través
de las señales emitidas en forma de ondas de radio por los satélites de dichas constelaciones, que dicho
objeto procesaba en la superficie, determinando así su posición con una precisión en función del tipo de
información recibida, tiempo de recepción y condiciones de la emisión.
Este posicionamiento se produce sobre un sistema de referencia inercial cartesiano, que en el caso de usar
la constelación americana NAVSTAR corresponde al sistema WGS-84, y en el caso de usar la constelación
rusa GLONASS corresponde al sistema PZ-90.
A principios de los años 80s, se empezaron a utilizar estos métodos para aplicaciones de índole civil, tales
como actividades de navegación aérea, marítima y terrestre, lo que supuso un importante avance en la
organización y el estado de los transportes y comunicaciones mundiales.
EL SISTEMA GPS (NAVSTAR).
El Sistema GPS (Global Positioning System), también conocido como NAVSTAR, fue creado en 1973 por
el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) para constituir un sistema de navegación preciso
con fines militares que sustituyeran al antiguo sistema utilizado, que no era otro que las mediciones Doppler
sobre la constelación Transit.
Para ello, aprovecharon las condiciones de la propagación de las ondas de radio de la banda L en el
espacio, así como la posibilidad de modular las ondas para que en ellas se pueda incluir la información
necesaria que permita posicionar un objeto en el sistema de referencia apropiado.
Este proyecto se hizo realidad entre los meses de febrero y diciembre de 1978, cuando se lanzaron los
cuatro primeros satélites de la constelación NAVSTAR, que hacían posible el
sistema que resolvería la incógnita de nuestra posición en la Tierra.
Los Estados Unidos ofrecieron el uso de esta tecnología militar
gratuitamente a los civiles en 1980. Desde entonces, distintos organismos han
adoptado GPS como la base para un sistema civil de navegación por satélite
el cual se conoce como "Global Navigation Satellite System (GNSS)".
Sin embargo, no hay que olvidar que esta red de satélites sigue siendo
Satélite del sistema GPS
propiedad del Gobierno de los Estados Unidos de América y está gestionada
por su Departamento de Defensa. Este hecho ha tenido y tendrá una gran
influencia en su funcionamiento para usos civiles. De hecho, el Pentágono se
reservó el derecho de “disponibilidad selectiva” para evitar un mal uso del sistema por parte de criminales o
terroristas. Según esta política de “disponibilidad selectiva”, las señales de mayor precisión emitidas por los
satélites del GPS quedan estrictamente reservadas para militares y otros usuarios autorizados, mientras que a
los civiles se les limita el radio de acción de los GPS.
El GPS averigua nuestra posición con relación a unos puntos de referencia que son los 24 satélites activos
y 3 o más de reserva que circundan la tierra a 20.182 km de altura, con un periodo de poco menos de doce
horas. Están distribuidos de cuatro en cuatro en seis orbitas. Esta distribución asegura que sobre el horizonte
de cualquier punto de la Tierra serán visibles simultáneamente cuatro o más satélites. Cada uno de ellos
transmite una señal de radio que contiene los datos relativos a su posición en el espacio la hora actual en
formato UTC (Tiempo Universal Coordinado), necesarios para que el receptor GPS pueda averiguar en una
fracción de segundo nuestra posición en cualquier parte del planeta, a cualquier hora del día o de la noche, y
en cualquier circunstancia meteorológica.
La posición es expresada en forma de coordenadas.
La base del proceso para el cálculo es simple: la señal que emite el satélite indica la posición del mismo y
el instante de la partida de la señal. El receptor compara esta época con la marca su reloj al recibir la señal, y
calcula, multiplicando por la velocidad de la luz la distancia satélite-receptor. Utilizando varios satélites, y por
consiguiente varias distancias satélite-receptor, se puede conocer la posición del receptor.
Si el receptor recibe la señal de cuatro satélites como mínimo ya puede calcular la posición en que se
encuentra. La constelación actual de satélites asegura que prácticamente en la totalidad de las ocasiones se
tendrán como mínimo cuatro visibles.
Para utilizar el GPS se necesita cielo descubierto, por tanto en la montaña los únicos donde pueden haber
dificultades para recibir la señal son en bosques muy espesos o bien en la proximidad de paredes de roca o en
desfiladeros, en ciudad tendremos problemas en calles estrechas o zonas de edificios altos.
Los satélites utilizan relojes atómicos de alta precisión para evitar errores, y los receptores incluyen un
cálculo de medida del tiempo en el reloj del receptor.
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Posicionamiento: el receptor GPS calcula y muestra posición donde nos encontramos. Normalmente tarda
un minuto después de ser conectado en dar la primera posición.
Reloj: todos los receptores GPS llevan un reloj incorporado que se sincroniza con el de los satélites cada
vez que reciben su señal. Con lo que el receptor se convierte en un reloj de gran precisión.
A continuación vamos a describir las generalidades del sistema GPS y sus características más importantes.
Para ello, debemos dividir el sistema en tres sectores o segmentos fundamentales y dependientes entre sí, el
sector espacial, el sector de control y el sector de usuarios.
El sector Espacial.
Este sector lo forman los satélites de la constelación NAVSTAR (Navegación por satélite en tiempo y
distancia) en la actualidad comprende 24 operativos y 3 o más de reserva. La constelación está formada por
seis planos orbitales, y en cada uno de ellos existe una órbita elíptica casi circular donde se alojan los satélites
regularmente distribuidos. Los planos tienen una inclinación de 55º respecto al plano del ecuador. Cada órbita
contiene al menos cuatro satélites, aunque pueden contener más. Los satélites se sitúan a una distancia de
20.182 Km de la Tierra, y completan una órbita cada doce horas. Estos satélites son puestos en
funcionamiento por el Comando de las Fuerzas Aéreas Espaciales de USA (AFSPC).
Con estos fundamentos, se garantiza la presencia de al menos 4 satélites sobre el horizonte en todos los
lugares de la superficie de la Tierra.
El sector de Control.
Este sector tiene como misión el seguimiento continuo de todos los satélites de la constelación NAVSTAR
para los siguientes fines:
- Establecer la órbita de cada satélite, así como determinar el estado de sus osciladores.
- Hallados los parámetros anteriores, emitirlos a los satélites para que éstos puedan difundirlos a los
usuarios.
Está formado por una red de estaciones de seguimiento, situadas a la altura del Ecuador, de manera que
están siempre en contacto con los satélites, y un centro principal de control en la base aérea Falcon, en
Colorado Springs (USA).
De este modo, el usuario recibe la información de las efemérides de posición de los satélites y el error que
se está produciendo en su reloj, todo ello incluido en el mensaje de navegación.
El sector de Usuarios.
Este sector lo compone el instrumental que deben utilizar los usuarios para la recepción, lectura,
tratamiento y configuración de las señales, con el fin de alcanzar los objetivos de su trabajo. Los elementos
son el equipo de observación y el software de cálculo, que puede ser objeto de uso tras la campaña de
observación, o bien realizable en tiempo real, donde se obtienen los resultados in situ.
Equipo de observación. Lo componen la antena, el sensor y la unidad de control o controlador.
- La antena de recepción tiene la misión de recibir las radiaciones electromagnéticas que emiten los
satélites y transformarlas en impulsos eléctricos, los cuales conservan la información modulada en las
portadoras. Se denomina centro radioeléctrico de la antena al punto que se posiciona en nuestra observación.
Dado que éste no suele coincidir con el centro físico, es conveniente orientar todas las antenas de una misma
observación en la misma dirección con el fin de que el error se elimine.
- El sensor recibe los impulsos de la antena receptora, y reconstruye e interpreta los componentes de la
señal, es decir, las portadoras, los códigos y el mensaje de navegación. En definitiva, lo que hace es
demodular la señal original.
El proceso es el siguiente, el sensor correla los códigos, es decir, lo compara con una réplica que él mismo
genera, y de este modo halla el tiempo que ha tardado en llegar la señal al receptor, obteniendo la distancia al
satélite multiplicando esa diferencia de tiempos por el valor de la velocidad de propagación de las ondas en el
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vacío (aproximadamente unos 300.000 Km/s). Como estas distancias están afectadas de errores, se las
denomina seudodistancias.
Para obtener medidas de seudodistancia mediante diferencia de fase de las portadoras, el sensor
reconstruye éstas por modulación bifase-binaria de los códigos modulados en ellas.
Las coordenadas, tanto de los satélites como de los usuarios que se posicionan con el sistema GPS, están
referidas al sistema de referencia WGS84 (Sistema Geodésico Mundial de 1984).
EL SISTEMA GLONASS.
El Sistema de Posicionamiento Global NAVSTAR no es el único Sistema de Posicionamiento existente. El
Sistema Ruso GLONASS es también operativo, y a pesar de que actualmente la constelación no está
completada, proporcionaba a los usuarios civiles unas precisiones en el posicionamiento absoluto típicamente
mejores que las que proporciona el Sistema GPS, debido a que antes el sistema GPS aplicaba la degradación
intencionada de la información denominada Disponibilidad Selectiva (SA).
A principios de los 70s, quizá como una respuesta al desarrollo del Sistema GPS, el antiguo Ministro de
Defensa Soviético desarrolló el Global’ naya Navigatsionnaya Sputnikova Sistema o Sistema Global de
Navegación por Satélite (GLONASS). El Sistema GLONASS es similar al GPS en muchos aspectos, aunque
como se verá también hay muchas diferencias.
En el año 1993, oficialmente el Gobierno Ruso colocó el programa GLONASS en manos de Fuerzas
Espaciales Militares Rusas (RSF). Este organismo es el responsable del desarrollo de satélites GLONASS, de
su mantenimiento y puesta en órbita, y certificación a los usuarios. Este organismo opera en colaboración con
el CSIC (Coordinational Scientific Information Center), el cual publica la información sobre GLONASS.
Durante los 80s, la información acerca de GLONASS era escasa. No se sabía mucho de las órbitas de los
satélites ni de las señales usadas para transmisión de las señales de navegación. Pero actualmente, gracias a
estudios e investigaciones sobre este sistema, se dispone ya de gran cantidad de información acerca de
GLONASS. Los Rusos, a través del RSF y del CSIC publican el documento ICD (Interface Control Document).
Este documento es similar en estructura al Segmento Espacial del sistema NAVSTAR GPS, donde se describe
el sistema, sus componentes, estructura de la señal y el mensaje de navegación para uso civil.
La constelación ha experimentado un gran progreso desde los años 1994 y 1995. Los planes de
GLONASS son ofrecer dos niveles de servicio:
• El Channel of Standard Accuracy (CSA), similar al Standar Positioning Service (SPS) del Sistema
GPS, disponible para uso civil.
• El Channel of High Accuracy (CHA), similar al Precise Positioning Service (PPS) del Sistema GPS,
disponible solo para usuarios autorizados.
La Organización Internacional de Aviación Civil (ICAO) aceptó formalmente en Julio 1996, el uso de
GLONASS/CSA para uso en aviación civil, como ya se hizo en 1994 con el GPS/SPS.
El Sistema GLONASS, al igual que el Sistema GPS, está formado por tres sectores fundamentales: el
Sector de Control, el Sector Espacial y el Sector Usuario.
Las efemérides GLONASS están referidas al Datum Geodésico Parametry Zemli 1990 o PZ-90, o en su
traducción Parámetros de la Tierra 1990 o PE-90. Este sistema reemplazó al SGS-85, usado por GLONASS
hasta 1993.
USO COMBINADO DE LOS SISTEMAS GPS Y GLONASS.
Los Sistemas GPS y GLONASS son sistemas autónomos, es decir, cada uno tiene su propio sistema de
referencia y su propio sistema o escala de tiempo. Usan diferentes sistemas de referencia para expresar las
posiciones de sus satélites, y por lo tanto, para determinar las posiciones de los usuarios.
Para poder utilizar los dos Sistemas de Posicionamiento por Satélite, GPS y GLONASS, es decir, recibir
señales de los satélites de la constelación GPS y de la constelación GLONASS, es necesario establecer la
relación entre los sistemas de tiempo y sistemas de referencia utilizados en los dos sistemas. El Sistema GPS
utiliza el sistema de referencia WGS-84, mientras que el Sistema GLONASS utiliza el PZ-90. Los parámetros
que definen los dos sistemas de referencia son significativamente diferentes.
La precisión obtenida con GLONASS es menor que la obtenida con GPS debido a que la Disponibilidad
Selectiva está desactivada. Sin embargo, si la SA estuviera activada, la precisión con GLONASS sería mejor
que con GPS.
Con la disponibilidad de receptores GPS/GLONASS, el usuario puede tener acceso a un sistema
combinado de hasta 48 satélites (con las dos constelaciones completas). Con todos estos satélites, los
trabajos en desfiladeros y otras localizaciones de visibilidad restringida, tales como áreas boscosas, etc., es
mejorada debido a la posibilidad de mayor información de más satélites. Además, una mayor constelación de
satélites también mejora la ejecución del posicionamiento diferencial en tiempo real, ya que, el tiempo menor
de toma de datos, con respecto a un posicionamiento diferencial calculado en post-proceso, se ve
compensado por la obtención de una mayor información de más satélites. Pero eso no es todo, además el
tiempo de inicialización para alcanzar precisiones de nivel centimétrico mejora en un factor de 3 a 6 con una
constelación de 48 satélites.
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Obtención de los parámetros de transformación entre PZ-90 y WGS-84.
Los parámetros que definen los dos sistemas de referencia PZ-90 y WGS-84 son significativamente
diferentes. Para poder utilizar el sistema combinado GPS/GLONASS es necesario el conocimiento de las
posiciones de todos los satélites utilizados, satélites GPS y GLONASS, en el mismo sistema de referencia.
Para ello, lo que se realiza es el paso de las posiciones de todos los satélites GLONASS al sistema de
referencia WGS-84, y así trabajar con la constelación de los 48 satélites en un mismo sistema de referencia.
Además de la unificación del sistema de referencia, es necesario establecer también la relación entre los dos
sistemas o escalas de tiempo utilizados. Esto se resuelve por medio de la información contenida en los
mensajes de navegación de cada uno de los sistemas, donde aparecen las diferencias entre los tiempos GPS
o tiempos GLONASS con respecto al Tiempo Universal Coordinado.
Para obtener las efemérides de los satélites GLONASS en el sistema WGS-84 es necesario conocer los
parámetros de transformación de PZ-90 a WGS-84, para lo cual se necesita un cierto número de satélites
GLONASS con coordenadas en ambos sistemas. Con estos satélites se calculan los parámetros de
transformación utilizando la técnica de mínimos cuadrados, y se aplican al resto de satélites.
Las coordenadas de los satélites GLONASS en PZ-90 aparecen en el mensaje de navegación que
mandan los satélites. La estimación de las posiciones de los satélites GLONASS en WGS-84 es realizada por
una serie de estaciones de seguimiento que utilizan técnicas de medición láser, radar y ópticas para la
determinación de las órbitas. Estas estaciones están localizadas por todo el mundo.
PROGRAMA GALILEO.
El programa Galileo pretende romper la dependencia que tiene Europa de los satélites norteamericanos en
navegación terrestre y desarrollar nuestro propio sistema GPS. Es un proyecto cofinanciado por la ESA
(Agencia Espacial Europea) y la UE (Unión Europea) en el que también participa España aportando un 10% de
su presupuesto, como integrante de ambas organizaciones.
Galileo se basará en una constelación de 30 satélites situados en órbita a 24.000 km. de altitud que cubrirá la
totalidad del globo terrestre con una red de estaciones de control en tierra. Se pretende que GPS sea
compatible con Galileo para abrir nuevas puertas a los consumidores y nuevas posibilidades de explotación
del sistema. El proyecto está todavía en sus comienzos y no se prevé que esté operativo al menos, hasta
2008.
COMO FUNCIONA EL GPS.
El GPS es un dispositivo que recoge las señales enviadas
periódicamente por una red de satélites situados alrededor de
la órbita de la tierra. La combinación de señales de al menos
tres satélites (se necesitan un mínimo de tres puntos
conocidos para dar coordenadas al punto desconocido) le
permiten al GPS deducir la posición en la que se encuentra
con respecto al un sistema de coordenadas geográficas que
incluye la latitud (norte o sur) y la longitud (este u oeste), en
topografía se calculan las coordenadas de un punto a partir de
la distancia de este a otros de coordenadas conocidas. La
funcionalidad del GPS está limitada a la correcta recepción de
las señales de satélite, que precisan de visión clara del cielo
desde la ubicación del GPS.
Debido a obstáculos “políticos”, el Servicio Básico de GPS
(uso civil) en un principio sólo
era capaz de localizar un objeto con una exactitud de aproximadamente 100
metros, pero ahora se ha reducido a solamente 10 metros. Como
consecuencia de las presiones recibidas desde diferentes ámbitos, el
Departamento de Defensa de los Estados Unidos, decidió retirar
definitivamente las limitaciones que habían dispuesto (disponibilidad
selectiva), así desde las 4:00 horas UTC del 2 de mayo de 2000, el GPS esta
Constelación Navstar
disponible, sin ninguna clase de limitación, para todo el mundo. Existen
técnicas para anular su funcionamiento en áreas geográficas concretas, sin
afectar al resto del globo, tal como ha ocurrido recientemente durante los conflictos de Afganistán e Irak. Como
el error era político y no técnico bastó una orden del por entonces Presidente de los
EE.UU., Bill Clinton (mayo de 2000), para reducir el error a sólo 10 metros.
El GPS es un sistema de navegación basado en una constelación (NAVSTAR) de
24 satélites. El sistema NAVSTAR-GPS se basa en la medida simultánea de la
distancia entre el receptor y la señal de al menos cuatro satélites que nos dan los
valores de latitud, longitud, altura y tiempo.
El sistema ofrece, básicamente, las siguientes informaciones: posición del receptor
y referencia temporal muy precisa. Es decir, los satélites emiten una señal a los
Alberto 2.004
receptores GPS en tierra. Éstos determinan la localización al calcular la diferencia entre el tiempo en que una
señal es enviada y el tiempo en que es recibida. Para ello, los satélites GPS llevan consigo relojes atómicos
que proveen una información temporal precisa. El tiempo exacto en que se envió el mensaje desde órbita es
incluido en los mensajes de GPS para que los receptores sepan cuando se envió la señal. Con la información
de los rangos de tres satélites y la información de la posición de un satélite (o sea, los cuatro satélites que
aludíamos al principio) cuando la señal fue enviada, el receptor
puede calcular su propia posición tridimensional.
Saber que una señal electromagnética viaja a la velocidad de la
luz (C = 300,000 km/s) en el vacío es la clave para comprender el
funcionamiento del GPS. Determinando cuánto tiempo tarda la
señal en viajar desde el satélite al receptor, puede calcularse la
distancia (d) que existe entre ambos. La posición del receptor en
un sistema cartesiano X, Y podría calcularse por intersección
cuando se tengan calculadas las distancias precisas hacia por lo
menos tres satélites de posición conocida. En realidad el
posicionamiento GPS no es tan sencillo, pero el planteamiento
anterior anticipa la base teórica del sistema.
El funcionamiento se basa en un receptor que, a través de las
señales que recibe de varios satélites fija tu posición sobre un
mapa residente en el receptor.
El problema de encontrar las coordenadas de un punto se ha
convertido en el problema de medir las distancias de los satélites
al receptor. Esto se consigue con las pseudo-distancias que son el
tiempo que tarda la señal en ir del satélite al receptor, multiplicado por la velocidad de la luz en el vacío.
Cuando el receptor recibe la señal del satélite, la compara con la que el genera y puede saber cuanto hace
que envió la señal que le ha llegado del satélite.
En definitiva nuestro receptor recibe la información, llamada efemérides, de última hora, con datos de la
situación orbital de cada satélite, su constelación, etc...con esta información y la que el GPS guarda en su
memoria en forma de almanaque (información que predice la situación orbital de todos los satélites), el GPS es
capaz en calcular, de manera continúa, la posición, la velocidad y la hora exacta.
Las efemérides tardan unos 30 segundos en descargarse y su validez alcanzan una horas. El almanaque
tarda unos 12 minutos en descargarse y su validez es de unas semanas. Tanto uno como otro mientras el
GPS esta encendido se va actualizando.
3.2. FUENTES DE ERROR DEL SISTEMA.
Al igual que cualquier observación de topografía clásica, una observación GPS o GLONASS está sometida
a varias fuentes de error que se pueden minimizar o modelar según los equipos y metodología de observación
que utilicemos. Un receptor determina las distancias que hay entre su antena y las antenas de los satélites
desde los cuales está recibiendo su señal. Basándose en estas distancias y en el conocimiento de las
posiciones de los satélites, el receptor puede calcular su posición. Sin embargo, diversos errores afectan a la
medida de la distancia y por consiguiente se propagan al cálculo de la posición del receptor.
ELEMENTO
FUENTE DE ERROR
- Errores en el oscilador (Reloj atómico del Satélite).
Satélite
- Errores o variaciones en los parámetros orbitales (efemérides).
- Refracción ionosférica.
- Refracción troposférica.
- S/A. Disponibilidad Selectiva. Error intencionado.
Propagación de la señal - Pérdidas de ciclos (causadas por la obstrucción de la señal del satélite debido
a la presencia de árboles, edificios, puentes, montañas, etc).
- Multisenda. Ondas reflejadas (reflexiones de la señal emitida por el satélite en
superficies cercanas al receptor).
- Errores en el oscilador (Reloj del receptor).
- Error en las coordenadas del punto de referencia.
- Error en el estacionamiento de la Antena.
Receptor
- Error en la manipulación del equipo.
- Variación y desfase del centro radioeléctrico de la antena (falta de coincidencia
entre el centro radioeléctrico y el centro mecánico o físico).
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Las medidas de código y las medidas de fase se ven afectadas por errores sistemáticos y por ruido
aleatorio. La precisión en posicionamiento absoluto que un usuario puede alcanzar con un receptor depende
principalmente de cómo sus sistemas de hardware y software puedan tener en cuenta los diversos errores que
afectan a la medición. Estos errores pueden ser clasificados en tres grupos: los errores relativos al satélite, los
errores relativos a la propagación de la señal en el medio, y los errores relativos al receptor.
Algunos de estos errores sistemáticos pueden ser modelados e incluso eliminados utilizando
combinaciones apropiadas de los observables a partir de una o dos frecuencias, o trabajando en modo
diferencial, utilizando dos receptores.
En la medida de la calidad y bondad de una observación van a influir o contribuir dos términos: el URE y el
DOP. El URE (User Range Error) contempla los errores al predecir las efemérides, inestabilidades en el
vehículo espacial, relojes de los satélites, efectos ionosféricos y troposféricos, efecto multipath, ruido de la
señal, la Disponibilidad Selectiva (SA). El URE se define como la diferencia entre la seudodistancia y la
distancia calculada a partir de las posiciones dadas de los satélites, temiendo en cuenta sólo los errores de
reloj y de deriva. El DOP o Dilución de la Precisión es la contribución puramente geométrica al error en el
posicionamiento de un punto. Es un valor adimensional que da una idea de la solidez de la figura formada por
el receptor y los satélites que tiene a la vista.
Dilución de la precisión. La geometría de los satélites visibles es un factor importante a la hora de
conseguir altas precisiones en el posicionamiento de un punto. Dicha geometría cambia con el tiempo como
consecuencia del movimiento orbital de los satélites. Un factor que mide la bondad de esta geometría es el
denominado factor de dilución de la precisión (dilution of precisión, DOP).
El GPS tiene que ver el cielo sin obstáculos. La señal que transmiten los satélites no es capaz de atravesar
cuerpos sólidos, si además esa señal rebota contra edificios, muros de roca u otras estructuras macizas, el
GPS puede sufrir despistes que llegan a provocar errores de hasta 500 metros en el cálculo de la posición.
Estas equivocaciones o errores se conocen como error multisenda.
La Disponibilidad Selectiva: fue eliminada el 2 de mayo de 2000. Estuvo motivada por la excesiva precisión
obtenida en los receptores civiles, por esto se decide degradar esta precisión, esto se hace de dos formas:
A. Haciendo oscilar el reloj del satélite.
B. Manipulando los datos enviados por las efemérides de los satélites.
Todos estos errores afectan de una manera u otra a la precisión (3D/2D) de los receptores.
En condiciones favorables la posición obtenida por nuestro receptor GPS puede encontrarse dentro de un
circulo de entre 5 y 15 metros de diámetro.
3.3. LA CORRECCIÓN DIFERENCIAL.
El DGPS o GPS diferencial se construyó principalmente por la introducción de la disponibilidad selectiva.
Es un sistema a través del cual se intenta mejorar la precisión obtenida a través del sistema GPS.
El fundamento radica en el hecho de que los errores producidos por el sistema afectan por igual (o de
forma muy similar) a los receptores situados próximos entre sí. Los errores están fuertemente correlados en
los receptores próximos.
Las correcciones se basan en que un receptor fijo conoce muy bien su posición es capaz de estimar los
errores producidos por el sistema GPS. Este receptor transmite la corrección de errores a los receptores
próximos.
Con este sistema DGPS se pueden corregir en parte los errores debidos a:
a. disponibilidad selectiva.
b. propagación por la ionosfera-troposfera.
c. errores en la posición del satélite(efemérides).
d. errores producidos en el reloj del satélite.
El DGPS o GPS diferencial se distingue del normal en que éste es mucho más preciso que es GPS. Es un
sistema desarrollado por los fabricantes de receptores civiles para conseguir una precisión similar al sistema
militar. Para ello, es necesario acoplar al receptor GPS otro tipo de receptor. Este "complemento" capta las
señales emitidas por una red de radiobalizas situadas en estaciones costeras. La utilización del sistema DGPS
sólo es aplicable en la navegación marina, siendo especialmente útil en las maniobras de atraque con poca
visibilidad.
Ciertos servicios públicos y privados suministran correcciones diferenciales en el sistema RASANT,
consistente en una señal de radio FM enviada a través del sistema RDS (Radio Data System) de transmisión
de datos. Requiere conectar al GPS un pequeño receptor a través del puerto de datos. En España
proporcionan gratuitamente las correcciones RASANT, el Instituto Geográfico Nacional a través de Radio
Clásica, de Radio Nacional de España y el Institut Geografic de Catalunya, a través de Catalunya Radio. La
implantación del sistema EGNOS, desplazará el sistema RASANT.
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Dentro de lo que llamamos DGPS hay dos sistemas que nos proporcionan una precisión aún mayor el
WADGPS y el AUGPS. El WADGPS (DGPS de Área Extensa) es una mejora sobre
el DGPS tradicional. Este sistema trata de eliminar la dependencia del error del
usuario con respecto a la distancia a la estación de referencia mediante la medición
del retardo ionosférico y las pseudodistancias a todos los satélites a la vista. El
mayor inconveniente de este sistema está en todo el procesado que debe efectuar el
receptor para utilizar estos datos, además de ser capaz de recibir una señal
proveniente de un satélite geoestacionario. El error oscila entre los 2-3 metros. El
GPS Extendido (AUGPS) comprende el uso de estaciones monitoras del sistema,
estaciones maestras para WADGPS, satélites geoestacionarios para la retransmisión de correcciones
diferenciales y cualquier otro método que ayuda a mejorar la fiabilidad y precisión en tareas delicadas que así
lo necesiten como, por ejemplo, los altímetros barométricos en los aviones.
DGPS. Aunque su traducción es “GPS diferencial”, se utiliza esta terminología para trabajos diferenciales
en los que solamente intervienen medidas de código (observables de tiempo). Cierto es, que con las actuales
técnicas de posicionamiento conjunto GPS/GLONASS este término no es correcto, pero se sigue utilizando.
Existen ocasiones en las que la precisión en los posicionamientos no requiere recurrir a técnicas de
medición de diferencia de fase, lo que supone además un considerable ahorro en instrumental de observación.
El posicionamiento diferencial con medidas de código se realiza resolviendo sistemas en simples
diferencias, donde las incógnitas son las tres coordenadas de los puntos y el estado del oscilador de los
receptores en cada época.
Los resultados obtenidos con este método de posicionamiento son excelentes en muchos de los casos,
siendo mejores en distancias mayores de 200 Km. Las precisiones pueden alcanzar en algunos casos el
decímetro, pero los resultados son muy inestables, ya que la geometría de observación, la calidad de
recepción de la señal (relación señal /ruido) y el funcionamiento del oscilador del receptor han de ser factores
óptimos para obtener estos resultados. Para garantizarlos, se deben realizar puestas largas (15-30 min.) para
que se dé la redundancia suficiente. Lo normal es asegurar los 30-50 cm.
Las aplicaciones más comunes del DGPS son:
* Navegación de precisión.
* Levantamientos y apoyo para cartografías de escalas menores de 1/5000.
* Confección y actualización de sistemas de información geográfica.
* Todo trabajo en general que no requiera precisiones mayores de 0,3-0,5 m.
3.4. EL SISTEMA WAAS / EGNOS / MTSAT.
Son sistemas de corrección de señales GPS.
WAAS, Wide Area Augmentation System, estas siglas corresponden al sistema de Estados Unidos. En
Europa se denomina EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) y en Japón MTSAT (MultiFunctional Transport Satellite). Los tres sistemas tendrán unas prestaciones similares y serán totalmente
compatibles e interoperables. Mediante su uso conjunto y con futuras extensiones, se espera poder llegar a
proporcionar un servicio uniforme de navegación con cobertura mundial.
Con estas correcciones el error del GPS se reduce a 1 metro en horizontal y 5 en vertical, para recibir la
corrección no se necesita un receptor externo como para DGPS, lo único es que nuestro equipo este
preparado o sea que admita las correcciones WASS / EGNOS.
Los tres sistemas están formados por unos satélites geoestacionarios a 36000 km de la Tierra, sobre el
Ecuador y por una red terrestre de estaciones de seguimiento.
Los receptores Garmin permiten activar / desactivar la corrección.
El EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) es un sistema de carácter regional
(Europa) que tiene por objeto complementar y mejorar el servicio proporcionado por los sistemas GPS (Global
Positioning System) y GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System). Estos sistemas fueron
desarrollados, respectivamente, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DoD) y la antigua
Unión Soviética con fines militares. Éste es el principal motivo por el que ambos sistemas no satisfacen las
necesidades de los usuarios civiles más exigentes, como es la aviación civil.
EGNOS ofrecerá múltiples ventajas a sus usuarios, proporcionando mejoras considerables en cuanto a
calidad de servicio, eficiencia y seguridad en todos los modos de transporte. Además permitirá nuevas
aplicaciones en diferentes campos como la agricultura, la pesca, la geodesia, etc.
En el transporte aéreo, desde un punto de vista operacional, mejorará la provisión de los servicios ATS
ofreciendo:
Rutas más directas, lo que se traduce en ahorros de tiempo y combustible para los operadores aéreos y
una reducción de los niveles de contaminación.
Aproximaciones y aterrizajes más seguros en condiciones meteorológicas adversas. Se podrán reducir los
retrasos, cancelaciones y desvíos a aeropuertos alternativos, aumentando los niveles de eficacia y seguridad
de los aeropuertos. Capacidad de navegación fuera del espacio aéreo europeo.
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Otras ventajas adicionales como mayor capacidad de pista, aproximaciones instrumentales, curvas de
precisión, evitando el sobrevuelo de poblaciones en el entorno aeroportuario.
3.5. USOS DEL GPS.
Los usos más comunes son los que todos conocemos: en actividades al aire libre en todas sus variantes
(senderismo, bicicleta, rallyes) el GPS es una inestimable ayuda para no perderse, aunque, por las lógicas
limitaciones del sistema (da errores en barrancos y túneles) siempre es bueno tener un buen mapa de papel a
mano. El GPS también es útil a la hora de salvar vidas para localizar a montañeros perdidos o a taxistas en
peligro de muerte al ser atracados o secuestrados.
Pero el GPS también es útil a la hora de delimitar áreas. Se puede medir una propiedad de difícil acceso
sin dificultades colocando varios receptores GPS en las esquinas de la propiedad. También es útil cuando se
produce un vertido de fuel colocar dispositivos GPS en las boyas que delimitan el área
para medir las dimensiones de la mancha.
Otras utilidades menos conocidas, pero igualmente necesarias son su uso en
topografía, navegación marítima, terremotos... etc. Aunque también puede utilizarse
para tareas más frívolas como no perdernos en nuestra propia ciudad (coches con
navegación por satélite) o para mejorar nuestro nivel de golf.
El Sistema de Posicionamiento por Satélite, ya sea con GPS, GLONASS o
GPS/GLONASS, es una herramienta imprescindible en la sociedad de nuestros días, y
que los técnicos en todas las materias afectadas deben saber tratar, manipular y
ejecutar correctamente, ya que supone, como hemos dicho, un adelanto en la calidad y rendimiento de los
trabajos respecto a los métodos clásicos, que nunca se deben abandonar, pero que la evolución de otras
técnicas obliga a ir dejando a un lado y recurrir a técnicas, no sólo más modernas, sino más fructíferas y que
en un futuro cercano estarán en el idioma y rutina cotidiano de los profesionales de estos campos.
Se citan a continuación las ventajas que ofrece el posicionamiento por satélite en nuestro trabajo:
• No es necesaria la intervisibilidad entre estaciones, ya que el sistema de medida es indirecto entre
ellas y directo a los satélites. Esto reduce el número de estacionamientos al poder salvar los obstáculos y
reduce los errores accidentales y sistemáticos al no tener que realizar punterías ni tantos estacionamientos
con intervisibilidad entre los puntos. En definitiva, se reduce el tiempo de observación y los errores que se
producen en ella. Debemos añadir además que la observación nocturna es totalmente operativa.
• Al trabajar con ondas de radio, estas no sufren efectos significativos a causa de la niebla, lluvia, fríos
y calores extremos, y otros tipos de incidencias.
• El rango de distancias que se pueden alcanzar es mucho mayor, al no ser medidas directas. El mejor
de los distanciómetros no supera los 4-5 Km de distancia, además del error que introduce. Con el
posicionamiento por satélite podemos medir bases desde unos pocos metros hasta centenas y miles de
Km.
• Dado que no se dispone de sistemas ópticos, su fragilidad es menor y su mantenimiento y
calibración no es requerido con la frecuencia que lo requieren los instrumentos ópticos. Los costes de
mantenimiento por ello son menores.
• El servicio de las señales que ofrecen los sectores espaciales y de control es totalmente gratuito, lo
que supone sólo desembolsos en instrumentación de observación, cálculo y gastos para I+D.
• La obtención de los resultados es rápida, máxime si sumamos la obtención de los mismos en tiempo
real (RTK). Además, las observaciones y los resultados son interpretables y tienen comprobación.
• La variedad de métodos de posicionamiento hace que sean sistemas apropiados y aptos para
cualquier tipo de trabajo.
Por otro lado, los inconvenientes más relevantes son :
• No puede ser utilizado en obras subterráneas y a cielo cerrado.
• Tiene dificultades de uso en zonas urbanas, cerradas, con altos edificios y zonas arboladas y
boscosas, debido a las continuas pérdidas de la señal de los satélites. Este problema, no obstante, se está
solucionando, y de forma satisfactoria, con el uso combinado de las constelaciones GPS y GLONASS para
mantener siempre cinco o más satélites sobre el horizonte.
• El desconocimiento del sistema. El sistema de posicionamiento por satélite es una gran herramienta,
y de fácil uso, pero ello no lleva consigo eximirse de su conocimiento y del tratamiento de sus observables
correctamente, ya que de lo contrario, se pueden obtener resultados poco satisfactorios en precisión y
rendimiento.
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Hoy por hoy, podemos enumerar los siguientes campos en los que el Sistema de Posicionamiento por
Satélite está presente :
Geodesia.
• Determinación de las Redes fundamentales para la Cartografía, Topografía, Ingeniería y control
de un país, región o localidad.
• Obtención de la ondulación del Geoide de forma regional o global.
Geofísica.
• Estudio de deformaciones de la superficie terrestre.
• Determinación de la estructura de las distintas capas de la Atmósfera y comportamiento de las
mismas.
Topografía y Fotogrametría.
• Densificación de Redes Geodésicas.
• Levantamientos taquimétricos.
• Apoyo fotogramétrico.
• Determinación de las coordenadas del centro óptico de la cámara en el momento de la toma.
Ingeniería.
• Redes fundamentales para cartografías donde se apoyen los proyectos de arquitectura o
infraestructuras de todo tipo.
• Establecimiento de Redes básicas para el replanteo de una obra de ingeniería.
• Replanteo de puntos de un proyecto de ingeniería.
• Control de calidad en obra.
• Control de deformaciones de estructuras.
Hidrografía.
• Levantamientos batimétricos.
• Estudios y análisis de la evolución de las cuencas hidrográficas.
• Determinación de itinerarios fluviales y marítimos.
Sistemas de Información Geográfica.
• Obtención de los datos geográficos para la formación y actualización de bases de datos
georeferenciadas y la cartografía de un Sistema de Información Geográfica.
Navegación.
• Situación instantánea de vehículos sobre un sistema de referencia.
• Actualización de cartas de navegación.
• Determinación de itinerarios idóneos.
• Deducción de la evolución e itinerario de un vehículo en movimiento.
• Inventarios de redes viales, fluviales, aéreas, navales y espaciales.
Defensa.
• Localización de objetivos de cualquier tipo.
• Evaluación de zonas y recorridos por las mismas.
Ocio y Deporte.
• Localización y situación en expediciones, safaris, rallyes, viajes, competiciones, excursiones en
zonas de cartografía desconocida, etc.
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4. RECEPTORES GPS PORTÁTILES.
Los primeros equipos solo tenían uno o dos receptores de RF (Radio Frecuencia), actualmente los
receptores GPS son todos son de 12 canales, esto quiere decir que pueden recibir hasta doce señales de
radio al mismo tiempo con lo cual con una antena exterior podemos recibir la señal de hasta 12 satélites
(numero máximo desde una misma posición), pudiendo así tener una buena precisión.
MAPA Y GPS
El mapa es una imagen detallada y precisa del terreno, representa el relieve por medio de curvas de nivel y
contiene muchos otros datos cartográficos (carreteras, caminos, poblaciones......). Cuanto más detallado y
actual sea el mapa, más fácil será reconocer los elementos del terreno y los accidentes que nos permitan
saber donde estamos.
El mapa sirve como referencia para ubicar un objeto o elemento del paisaje. Sin él, de poco nos vale la
información proporcionada por el GPS.
4.1. COMO ES UN RECEPTOR GPS PORTÁTIL
Consta principalmente de una antena, una pantalla, un teclado y una conexión para alimentación exterior y
volcado de datos.
En esta sección vamos a tratar de conocer un poco en qué consiste en GPS y como funciona. Dejaremos a
un lado los navegadores de automóvil para centrarnos en los GPS de bolsillo.
GPS portátil Garmin Emap
Garmin GPS III Plus
4.2. IMPORTANCIA DE LA ANTENA.
Geometría es el término que alude al número y posición de los satélites que, en un lugar y momento dados,
puede ver nuestro receptor. Una buena geometría (bastantes satélites, repartidos por todo el firmamento), da
lugar a un cálculo más preciso de la posición. Una mala geometría (pocos satélites a la vista, a consecuencia
de hallarnos, por ejemplo recorriendo el fondo de un barranco) genera errores importantes.
Es un elemento muy importante, puede ser interna o externa y de tipo helicoidal o plana. Algunos
receptores tienen una conexión para conectarles una antena exterior. Para una buena recepción tiene que ver
el cielo sin obstáculos.
4.3. CONCEPTOS BÁSICOS.
Para empezar a usar un terminal, lo primero que debemos tener claro son los siguientes conceptos:
WAYPOINTS: Es la posibilidad que nos ofrece el GPS de memorizar una posición, guardándola en su
memoria para poderla utilizar mediante sus indicaciones para llevarnos una y otra vez a ese punto. En
castellano se puede traducir como marca. Los GPS actuales almacenan entre 500 y 1000 waypoints, cada uno
de los cuales se pueden identificar con un nombre escueto (hasta 10 caracteres), un símbolo o icono, las
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coordenadas de situación y en algunos receptores un breve comentario con información
sobre él. Es un punto localizado en cualquier lugar de la tierra con coordenadas (eje de
abcisas y ordenadas). Un waypoint se puede introducir en el GPS mediante el teclado o con
la tecla MARK, ENTER que grabará la posición donde se encuentre en ese momento.
RUTA: es la unión de dos o más waypoints mediante una línea imaginaria, para
establecer el rumbo y el recorrido que se va a realizar. Si nos desviamos de la ruta el
aparato nos avisará para que giremos a derecha o izquierda y en todo momento nos irá
informando de la distancia a la que se encuentra el próximo waypoint y el tiempo que
tardaremos en alcanzarlo si seguimos avanzando al ritmo actual.
TRACK LOG: Automáticamente el GPS graba el recorrido que se esté haciendo (es
como si al ir avanzando echáramos miguitas de pan por nuestro camino) es una
representación esquemática del camino recorrido, la cual podemos utilizar para regresar
sobre nuestros pasos o también para cartografiar un camino o sendero que no aparecen en
los mapas.
TRACK BACK: Si nos perdemos por cualquier motivo y necesitamos regresar al punto de
partida, nuestro aparato seguirá fielmente todos los puntos por los que hemos pasado en el
camino de ida, aprovechando el tracklog que se ha ido almacenando.
GOTO: la traducción literal es “ir a”, por lo que podréis entender la función; elegimos el
waypoint al que queramos dirigirnos, pedimos un GOTO y nuestro navegador nos orientará hacia dicho punto
en línea recta.
PANTALLAS: Aunque cada fabricante, e
incluso dentro del mismo fabricante los
distintos modelos se diseñan de manera
diferente, vamos a indicar algunas de las
pantallas que nos vamos a encontrar y qué
nos indican cada una:
Pantalla de satélites: Indica la posición, numero e intensidad con que se recibe la señal de los satélites y el
estado de carga de la batería. Muestra la estimación del error de posición en metros (EPE) y la dilución de la
precisión (DOP).
Pantalla de Mapa: digamos que muestra un croquis con los waypoints que tenemos memorizados y están
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cercanos a nuestra posición (para ver otros tendríamos que desplazar el mapa), si tenemos activa una ruta
también nos la enseña y también el track activo que llevamos recorrido. Tiene una función para ampliar o
disminuir la escala y así verlo con más detalle. Los GPS que disponen de cartografía tendrán lo mismo que lo
anterior pero presentado sobre el mapa de la zona concreta. Además de muestra la posición actual, pueden
mostrar la velocidad, el tiempo y la distancia para llegar al punto de destino.
Aquí tenemos la opción de orientar la pantalla, para que veamos siempre el norte arriba o por el contrario la
dirección de la marcha arriba (track arriba).
Pantalla de Puntero y Compás (Brújula): Es la que más usaremos, puesto que es la que nos
señala la dirección que debemos tomar mediante una “flecha”, situada en el interior de una
anilla que tiene la función de brújula. Es evidente que por lógica nos indicará que nos alejamos
del destino, cuando la “flecha” señale hacia otro lado que no sea la parte superior de la
pantalla. Esta presentación también indicará como mínimo, el rumbo y la distancia hasta el
punto que se le ha pedido.
Aparece la velocidad y distancia actual al waypoint destino, el
tiempo hasta el destino y la hora actual. La brújula nos indica el
rumbo actual y el del punto de destino. Existe la opción de ver la
pantalla con los números en grande y la brújula pequeña. Como
complemento, algunos otros indican la altura, nombre del punto al que nos
dirigimos, etc.
Pantalla de Autopista: es igual que la pantalla de brújula pero en este caso se hace hincapié en seguir la
línea recta de rumbo deseado. Es empleada en el mar o en travesías por el desierto.
Pantalla navegación: en esta pantalla aparece una completa información de ayuda a la navegación. brújula,
velocidad, tiempo transcurrido, hora de salida y puesta de sol, etc.
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Pantalla de Menú: desde aquí accederemos al resto de funciones como: ajustes, listado de
WPT, rutas, tracks, etc.
Pantalla información sobre los servicios de la próxima salida de autopista: indica la próxima
salida que podemos tomar y todos los servios disponibles.
4.4. RECEPTORES CON MAPA.
Algunos receptores visualizan mapas en su pantalla, por desgracia estos mapas son muy sencillo, sólo
representan carreteras, calles y algunos caminos principales, pero no tienen curvas de nivel, como un mapa
topográfico, por lo que no podemos darnos una idea clara del terreno que pisamos para la practica del
senderismo, mountainBike o el 4x4. Estos mapas de tipo vectorial son muy útiles para zonas urbanas, pero en
pleno monte donde no existen calles ni carreteras, son de escasa utilidad; pero gracias a la posibilidad de
trazar el dibujo de los senderos y caminos, por medio del track, es posible realizar una cartografía personal de
todos aquellos caminos que no figuran en el mapa del GPS.
El mapa con el que viene equipado el GPS es el MAPA BASE, es un mapa muy sencillo y abarca toda
Europa, Oriente Próximo y Norte de África, aunque con menor detalle. Reside en la memoria interna y no
puede ser modificado ni eliminado por el usuario.
Sobre el mapa base, se pueden cargar otros mapas, mas detallados, que incluyen ciudades, carreteras,
callejeros bastante completos e información de puntos de interés como aeropuertos, gasolineras, restaurantes,
centros comerciales, pero para ello necesitamos una memoria interna fija, o una externa de tarjeta o cartucho.
Estos mapas detallados ocupan bastante memoria y son cargados en el GPS, por zonas a través de un
ordenador con el programa de la marca del receptor. También tenemos que preocuparnos de tener siempre la
ultima actualización, para que nos aparezcan en el receptor esas ultimas carreteras que se han construido.
Pantalla del GPS III+ y MapSource: el GPS III+ es compatible con los mapas de MapSource Roads and
Recreation. Estos mapas aportan un mayor detalle al mapa de fondo del GPS
En los receptores Garmin cargados con mapas detallados MetroGuide, tienen una función exclusiva
llamada road-lock, podemos traducirlo como “cerrar en la carretera”, aunque lo correcto sería decir anclar el
cursor a la carretera. Es una función que puede activarse o desactivarse, en ciertos receptores Garmin.
Consiste en que el cursor de posición, ignorando cualquier error, se adhiere a la línea de la carretera más
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próxima que aparezca en el mapa. Esta manera si vamos viajando en coche, a pesar de los errores, el cursor
viajará siempre sobre la calzada que estamos transitando. A veces puede resultar concurso, ya que, por
ejemplo, el receptor se empeñarán en atar el cursor a una determinada calle o carretera, cuando, en realidad,
nosotros estamos circulando por una paralela, una vía de servicio, etc..., situada muy próxima. Por todo esto
hay quién prefiere tener esta función desactivada. Cuando circulamos por caminos es preferible tenerlo
desactivado, así si circulamos por un camino paralelo, o cercano una carretera, el receptor no los anclara el
cursor a esa carretera cercana.
4.5. RECEPTORES CON AUTOROUTING (NAVEGADORES)
Son receptores con guiado automático, equipos diseñados sobre todo para los viajes en coche, se parecen
mucho a los navegadores instalados en los vehículos de alta gama, con la diferencia de que podemos
retirarlos del automóvil y funcionar como un equipo autónomo.
La ruta de un punto a otro va por encima de las carreteras y las calles que aparecen en el mapa cargado
en la memoria del aparato indicándonos las curvas y los cambios de dirección.
El origen y destino de la ruta puede ser un waypoint, dirección (calle y numero), punto de interés
(restaurante, hotel.....), al escoger destino y pulsar GOTO genera automáticamente una ruta, con unas
preferencias establecidas (mas rápida, mas corta), a partir de entonces nos ira indicando mediante gráficos,
pitido y algunos con voz, de los desvíos, cambios de dirección y maniobras que tengamos que realizar para
llegar al punto final de nuestro recorrido. Si por algún motivo nos desviamos de la ruta, el receptor muestra una
alerta e inicia el calculo automático de una ruta alternativa, desde el nuevo punto donde nos encontramos.
Esta función se puede desactivar para poder navegar con rutas directas.
4.6. ALGUNOS RECEPTORES.
Modelos portátiles de la marca Garmin
Existen receptores GPS de 12 canales y una antena, que solamente son un accesorio para acoplar a un
miniordenador de bolsillo (PDA), y con un software especifico como Smart Explorer, Smart Streets o TomTom
podemos usarlo como si fuera un GPS normal.
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4.7. COMO ELEGIR UN TERMINAL GPS
Dependiendo del uso que se le vaya a dar al GPS, tendremos que
tener en cuenta las prestaciones que ofrecen los diferentes modelos.
Existen terminales portátiles, náuticos y de uso aéreo. Para el
senderismo se usan los portátiles, para 4x4 se emplean también los
portátiles y los de uso marítimo (de base) estos últimos tienen una
instalación fija y, lo más importante: la pantalla es de mayor tamaño.
A continuación vamos a citar las diferentes características que
ofrecen los terminales GPS para facilitar la elección. Nuestras
recomendaciones las orientaremos para senderismo y navegación en
4x4.
MEMORIA DE ALMACENAMIENTO DE PUNTOS DE TRACK:
Este factor es importante, puesto que como norma general, a medida que se va agotando la memoria irá
borrando los primeros puntos para ir grabando los últimos, con lo que nos sería imposible volver al punto de
partida. Hay aparatos que graban 1.000 puntos y otros más de 2.000 (la elección de cada punto la hace por
unos parámetros que lleva establecidos, considerando el cambio de rumbo, es decir, por ejemplo si el rumbo
es desviado en 20º o más, el aparato estima que debe grabarlo, por lo que en dos recorridos con la misma
distancia, uno con muchas curvas y el segundo una recta, en el primero gastará más memoria porque
almacenará muchos más puntos). En 4x4, al ser recorridos largos, cuantos más puntos de track, mejor. En
senderismo los recorridos son mas cortos, pero nos interesa también que nos almacene muchos puntos de
track, a mas puntos mejor marcado el recorrido, sobre todo para sitios complicados donde es preciso que nos
marque todo el sendero.
Existen terminales que ofrecen la posibilidad de grabar hasta 10 tracks en su memoria, algo muy útil si
agotas los puntos del track activo; lo hacen comprimiendo los datos.
RUTAS:
El GPS más básico llevará memoria para una ruta de 30 waypoints, algo que considero
insuficiente para nuestra actividad. Es interesante disponer de almacenaje para, al menos, 2
rutas de 50 waypoints.
WAYPOINTS:
También es bueno disponer de memoria para almacenar waypoints, los GPS medios
pueden guardar hasta 500 puntos, suficientes para funcionar con holgura.
TAMAÑO DE LA PANTALLA:
Aunque nos apañaremos con lo que tengamos, cuanto mayor sea la pantalla mejor será, puesto que
facilitará con un simple vistazo el visionado de la información que deseemos, además, cuanto más grande,
más datos ofrece en la misma presentación. El “no va más” en pantallas, son las de color
ANTENA EXTERIOR:
Los datos los envían los satélites por ondas electromagnéticas, necesitamos disponer de una antena. Los
portátiles llevan una interna, los demás externa, normalmente. La sensibilidad de recepción hace que algunos
aparatos portátiles pierdan cobertura, simplemente con pasar por un bosque (no es lo habitual), por lo que los
más sofisticados ofrecen la posibilidad de acoplar una antena exterior, que nos garantizará el no perder la
señal.
ALIMENTACIÓN:
Es básico el que no falte alimentación a nuestro navegador para que nos guíe, por lo que debemos tener
en cuenta el sistema que usaremos, los de base suelen ir conectados a la batería del coche y los portátiles
funcionan a pilas, algunos vienen con la
posibilidad de conexión al mechero del
vehículo, algo muy recomendable para
garantizar el funcionamiento y no
depender de baterías desechables.
CARTOGRAFÍA:
Otra prestación a tener en cuenta a la
hora de elegir es la posibilidad de
introducir cartografía, lógicamente
encarece el precio.
Dependiendo de la zona del mundo,
la cartografía (facilitada por el fabricante
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en exclusiva), tiene más o menos detalle, por ejemplo, en EE.UU. es muy completa. La de España no facilita la
situación de las pistas, pero sí de las carreteras, pueblos, ciudades, gasolineras, restaurantes, etc, con lo que
en cualquier ruta podemos saber, por ejemplo, donde está la gasolinera más próxima, con la utilidad que ello
conlleva.
DATOS ADICIONALES:
El GPS no sólo sirve para indicar una posición o guiarte hacia un punto,
también proporciona infinidad de datos útiles, cuanto más completo sea, más datos
obtendremos, vamos a citar algunos de ellos, desde lo que ofrecen los elementales
hasta los más sofisticados:
Altitud: altura a la que nos encontramos.
Rumbo: facilita la corrección del rumbo para llegar al destino
Fecha y hora: la hora es de lo más exacto que se puede conseguir, ya que la
proporciona un reloj atómico desde el satélite.
Hora de amanecer y del ocaso.
Velocidad en curso.
Distancia para alcanzar el destino: Interesante, puesto que si decrece es señal de
que vamos bien y si aumenta, es que vamos por camino erróneo.
Procesador de trayecto: esta aplicación nos ofrece datos como: velocidad máxima y
mínima, tiempo en movimiento, tiempo parado, distancia recorrida, etc.
Horas más apropiadas par la caza y la pesca.
Fase lunar y posición del sol.
4.8. CARTOGRAFÍA ADMITIDA POR LOS GPS. MAPAS VECTORIALES (CARTOGRAFÍA).
Mucho cuidado con la publicidad, puede llegar a confundirnos. El GPS no es un navegador portátil con
mapas al estilo de los equipos instalados en algunos vehículos de alta gama. El GPS es un receptor de radio,
muy particular, al cual se han añadido funciones de navegación y pantallas gráficas sencillas, todo ello en un
formato de bolsillo, con los condicionantes lógicos que ello comporta: consumo reducido de energía; pantalla
gráfica pequeña; y manejo basado en unos pocos montones de mando.
Existen mapas que, procedentes de unos CD-ROM proporcionados por los fabricantes, pueden ser
cargados en algunos modelos de GPS, dotados para este fin de una memoria. Estos mapas representan
carreteras, calles, ferrocarriles, ríos y lagos.
En un futuro no muy lejano, será posible contar, también, como mapas topográficos del terreno con curvas
de nivel, caminos, fuentes, senderos...pero, atención, como los anteriores, esos mapas serán exclusivamente
diseñados por los fabricantes de los GPS.
A la clásica pregunta “ ¿puedo cargar un mapa del IGN en un GPS actual? “ sólo se puede responder: por
ahora, y a corto plazo, NO.
La única solución viable, consiste en llevar un mini-ordenador de bolsillo (PDA) con un programa GPS
capaz de utilizar cartografía digital (un mapa del IGN escaneado, por ejemplo).
Dotado de un suplemento GPS, es decir, un accesorio específico que se ensambla a la PDA, o de un
receptor GPS convencional, conectado a través de un cable, es posible ir viendo nuestra posición sobre el
mapa.
Los mapas de fondo que se utilizan en los receptores de GPS son mapas vectoriales (mapas
representados por vectores).
Los mapas utilizados para mapa móvil con un ordenador portátil o un PDA son mapas Raster (mapas
digitalizados procedentes de cartografía en papel).
Los mapas que suelen traer los GPS no son muy exactos, suelen tener errores y muchas veces no están
actualizados, unas veces nos separa de la traza indicada y otros simplemente avanzamos por una zona en
blanco que no tienen nada indicado en el receptor. Dado que el mapa base que traen suele ser de una zona
geográfica muy grande (Europa, América o el mundo), no podemos pedir que sea demasiado exacto. Esta
inexactitud no tiene nada que ver con la naturaleza del mapa, si es vectorial o raster, sino como fue
confeccionado.
CARGA DE MAPAS AL GPS
Algunos modelos tienen la capacidad de cargar mapas regionales que contienen un detalle mayor.
En el caso de Garmin, que permite a ciertos modelos (GPS V, eMap....) cargar datos regionales de un CD,
ellos mismos venden y que se llama MapSource. El contenido de los mapas no puede ser modificado por el
usuario.
En el caso de Lowrance, permite que ciertos modelos (Global Map 100, Global map 1600 y otros) carguen
datos regionales de un CD, que se llama MapCreate. También lo vende Lowrance, pero puede ser modificado
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por un usuario experto y empleando un sofware especializado. La modificación efectuada puede ser luego
cargada al GPS y quedando incorporado al mapa del mismo.
Pantalla de GPS con mapa vectorial y mapa con caminos realizados a partir de track.
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5. COMO USAR EL RECEPTOR GPS
Al principio te recomiendo hacer recorridos que conozcas bien de antemano, insertando waypoints en
puntos como cruces de caminos, grupos de casas, un árbol aislado, etc... Una vez terminado el recorrido de
ida puedes hacer un track-back (camino de vuelta) y de esa manera verás, de cómo tu GPS te lleva de vuelta
al inicio sin ningún problema.
El GPS no te lo da todo hecho, simplemente te ayuda a conocer tu posición y otros muchos datos, para
sacarle todo el rendimiento hay que trabajárselo.
5.1. INICIALIZACIÓN DEL GPS.
La primera vez que encendemos el GPS, a la vez que debemos configurarlo, será necesario inicializarlo.
Necesita saber que satélites tiene que buscar para ubicarse y mostrar una posición, necesita actualizar el
almanaque y las efemérides, esto tarda bastante tiempo, pero podemos ayudarle introduciéndole unas
coordenadas aproximadas de nuestra posición o indicándole el país en que nos encontramos. En los
receptores con mapa se lo indicamos moviendo el cursor sobre el mapa que aparece en la pantalla.
Podemos hablar de varios de tipos de arranque:
• Arranque frío. No hay almanaque memorizado o esta desfasado, tardará unos 12 minutos, pero
puede acabar antes ir localizando satélites y descargando sus efemérides.
• Arranque templado. Hay almanaque valido, pero no están actualizadas las efemérides, necesitara
entre 30 y 40 segundos.
• Arranque caliente. Hay almanaque y efemérides validos, la posición nos la da casi inmediata.
• Readquisición. Es la recuperación de señales después de haberlas perdido (al atravesar un túnel,
un bosque). Tarda 2-4 segundos.
Después de un periodo largo de inactividad o un borrado completo de memoria, se inicia una AUTOLOCALIZACION para ir adquiriendo satélites y descargando nuevo almanaque. Puede tardar 15 o mas
minutos.
LA POSICIÓN 2D/3D.
Cuando el GPS recibe la señal de 3 satélites, solo nos puede dar una posición 2D (longitud y latitud),
podemos ayudar al receptor introduciendo nuestra altitud (en la pantalla de satélites), así la usará como si
fuera la información de un cuarto satélite y nos indicará posición 3D. No todos los receptores tienen esta
opción, y por supuesto la altura tiene que ser lo mas exacta posible.
Hay momentos en que se pierde la señal, por la entrada en un túnel por ejemplo, algunos receptores lo
remedian haciendo un guiado a ciegas, consistente en prolongar durante un tiempo muy corto (30 seg), la
trayectoria que llevábamos antes de perder la señal, el GPS supone que avanzamos en la misma dirección y
velocidad, de esta manera al salir del túnel le es mas fácil recuperar la posición al salir del túnel (siempre que
el túnel sea recto y de poca longitud).
5.2. GEOMETRÍA
La geometría es la situación relativa de los satélites respecto al receptor, es la cobertura del GPS.
Todos los receptores indican la calidad de la posición mediante la precisión o EPE (estimación del error de
la posición). Algunos equipos muestran junto con la EPE la dilución de la precisión (DOP),que es un valor para
expresar la geometría. Para una posición sea buena el valor de la DOP debe ser igual o inferior 1,5.
Cuanto mejor sea la geometría, más fiable será la posición calculada por el GPS.
Uno de los peores sitios para la recepción de satélites, es un bosque frondoso y húmedo, la señal
transmitida (1,5 GHz de frecuencia) es absorbida por el agua, como en un microondas domestico, pudiendo
llegar a atenuarse hasta resultar imposible de sintonizar.
5.3. LA CORRECCIÓN WASS / EGNOS
El WASS y su correspondiente Europeo EGNOS sirven para aumentar la precisión del GPS, mediante la
corrección de las señales de los satélites en tiempo real. Elimina el error ionosférico y si nuestro equipo lo
permite es mejor tenerla activada.
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5.4. AJUSTES PREVIOS DEL GPS. CONFIGURACIÓN.
Al existir diversos sistemas de medida, de coordenadas, etc., una vez que tengamos nuestro GPS, cuando
lo encendamos por primera vez tendremos que realizar unos ajustes en el menú, algunos ajustes son para
personalizar el uso según preferencias del usuario, pero en los que nos vamos a centrar es en los de
configuración que son definitivos para evitar errores.
DATUM: Este ajuste surge de la necesidad de diferenciar las irregularidades que presenta el globo
terráqueo por su forma esférica achatada por los polos. Por este motivo tendremos que ajustar el datum
dependiendo de la región del mundo en la que nos encontremos. En los manuales del aparato suele venir un
listado de todos los datums de la tierra.
En el caso de España, tenemos dos datums, para península y Baleares es European 1950 y para las Islas
Canarias es Pico de las Nieves. Existe un datum universal que sirve para todo el planeta, WGS 84, será el que
venga por defecto en nuestro terminal.
SISTEMA DE COORDENADAS:
Latitud / Longitud: este sistema se basa en definir un punto en la corteza terrestre en el
cruce de un meridiano y un paralelo. Para expresar latitud y longitud se hace en grados,
minutos y segundos, o grados, minutos y decimales de minuto.
UTM: este sistema es el más utilizado, y la forma de proporcionar coordenadas es más
práctica, también se basa en la intersección de abcisas y ordenadas, pero por una numeración
que presentan los mapas para cada cuadrícula. Nosotros usamos este sistema que es el que
usa la cartografía topográfica nacional, ya sea del IGN (Instituto Geográfico Nacional), SGE
(Servicio Geográfico del Ejercito), editoriales PIRINEO, ALPINA, TIENDA VERDE etc.....
Aparte de la definición de un punto por la coordenada, ESTE (eje horizontal) y NORTE (eje
vertical) hay que tener en cuenta el HUSO
UNIDADES: Para nuestro caso, el ajuste de unidades es el europeo, es decir,
velocidad en km/h y altitud en metros (sistema métrico-decimal).
HORA: También hay que indicar la diferencia horaria local respecto al Tiempo
Universal Coordinado (UTC), teniendo en cuenta si estamos en invierno o verano.
IDIOMA: Actualmente casi todos los GPS ofrecen la posibilidad de cambiar el
idioma de origen, incluyendo el español.
Como indicábamos anteriormente, existen muchos más ajustes, pero que el
propio usuario decidirá a su gusto, como por ejemplo el tiempo de encendido de la
luz, protocolo de comunicación con el ordenador, detalle de los mapas, etc...
5.5. WAYPOINTS, TRACKS Y RUTAS GPS. GOTO, TRACBACK.
WAYPOINTS
Como ya hemos dicho un waypoint no es más que un punto ubicado en
algún sitio, y se determina por sus coordenadas. En un GPS podemos fijar un
waypoint en el punto donde nos encontramos actualmente, en otro lugar
introduciendo manualmente las coordenadas de dicho punto o simulando con
el puntero del GPS que nos hemos desplazado a ese punto.
Marcar y guardar un waypoint con un GPS sirve para identificar un punto
sobre el que queremos “recordar” su posición para poder llegar a él en otro
momento. Por ejemplo, para marcar un lugar de especial interés que de otra
manera nos sería muy difícil volver a localizar después de un tiempo.
En GPS podemos guardar normalmente entre 500 y 1000 waypoints y a
cada uno de ellos podemos asignarle un nombre descriptivo (bar, cueva,
cumbre, cruce, etc.), un símbolo y algunos equipos un campo de texto para
escribir un comentario.
Si accedemos a la lista de waypoints almacenados en el GPS podemos
indicar a nuestro GPS que nos dé la distancia a dicho punto y nos dirija hasta
llegar a él (navegación básica), función GOTO.
Los puntos almacenados en al memoria del GPS, se identifican mediante
un nombre escueto, un símbolo, sus coordenadas X, Y, Z, y en algunos
modelos un breve comentario explicativo.
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Creación de Waypoints.
Casi todos los receptores comunes poseen una tecla de creación de Waypoints (MARK, ENTER, WPT....)
normalmente al pulsar esta tecla nos crea un Waypoint y nos abre la pantalla de creación de Waypoints, en
algunos receptores una pulsación prolongada o repetida de esta tecla nos agrega directamente el Waypoint, el
punto creado recibe un nombre, asignado por el receptor de forma automática. La precisión del waypoint
depende de la GEOMETRÍA, si queremos una mayor precisión en el punto tomado debemos entonces
PROMEDIAR, en algunos receptores MEDIA DE EMPLAZAMIENTO, LOCALIZACIÓN MEDIA esto consiste
en que el GPS durante un período de tiempo, está tomando posiciones en el mismo punto, calculando una
media de todas las posiciones, hasta que nosotros damos por finalizada el promedio. El GPS debe
permanecer inmóvil en el mismo lugar durante todo el proceso. Dependiendo del tipo de receptor, al marcar el
waypoint, pulsamos la tecla MENU y seleccionamos la función LOCALIZACIÓN MEDIA. Los receptores
Magellan recientes hacen el promedio de forma automática.
También podemos crear un waypoint tomando las coordenadas de un lugar sobre el mapa, e
introduciéndolas en el GPS mediante el teclado.
Proyección de un Waypoint.
Es una opción bastante común en los receptores, se trata de conocer las coordenadas de un nuevo punto,
pero sabiendo de antemano la distancia y el rumbo (Bearing) desde el punto en que nos encontramos, el GPS
calcula de forma automática las coordenadas del nuevo Waypoint.
TRACKS
Equivale a “huella o rastro” en castellano. El track es la huella-camino que vamos dejando cuando nos
desplazamos con el GPS. El GPS guarda de forma automática todo el camino que hemos recorrido. Se podría
comparar al reguero de migas de pan del cuento de Pulgarcito. En lugar de migas, el aparato va añadiendo
puntos (separados por una cierta distancia o un determinado tiempo) a medida que nos desplazamos.
Normalmente los GPS destinan entre 2.000 y 3.000 puntos ( ya hay alguno con 10000), al registro de Track.
Los usos de esta función son varios:
1. Guardar el camino recorrido para volver sobre nuestros pasos si es necesario
2. Volver a realizar el mismo recorrido en fechas posteriores
3. Saber si estamos dando vueltas sobre nuestro propio camino
4. Guardar un registro que nos permitirá posteriormente conocer sobre el mapa nuestro recorrido,
velocidades, alturas, etc.
Por defecto, el track se comienza a guardar cada vez que encendemos el GPS y como la memoria del GPS
es limitada, cuando ha acumulado un cierto recorrido que ha llenado la memoria del track, este se va borrando
desde el principio poco a poco a medida que vamos desplazándonos.
Si no queremos perder un track, podemos guardarlo en la memoria del GPS o transferirlo al ordenador.
También podemos borrar todo el track acumulado y comenzar a partir del punto actual.
Es interesante configurar el GPS (si el receptor admite esta función) para guarde el track con nuestra
posición cada ciertos metros o cada cierto tiempo, dependiendo de nuestras necesidades.
El track nos puede servir también para cartografiar un sendero o una nueva carretera que no figura en el
mapa.
Tracklog o Track History.
Es el registro del itinerario. Una de las funciones más interesantes del GPS, no solamente nos graba el
recorrido para una referencia futura sino que también, puede ser convertido de manera automática en un
itinerario inverso llamado también Tracback o Backtrack. El track puede ser descargado a un ordenador, para
comprobar o corregir sobre un mapa digital el recorrido realizado.
A diferencia de las rutas, el Track es ideal para recorridos fuera de las carreteras, ya que estamos
utilizando una huella que previamente habíamos dejado, estamos pasando por el mismo lugar por dónde con
anterioridad habíamos pasado nosotros mismos, o también podemos utilizar el Track que hayan realizado
otras personas. Nuestra posición va apareciendo en la pantalla sobre la huella que previamente habíamos
dejado, y así podemos fijarnos si nos desviamos a la izquierda o derecha del recorrido.
Pero hay que tener en cuenta que los puntos de Tracklog que graba el GPS son limitados, soliendo estar
alrededor de 2000.
Los receptores pueden almacenar Track parciales, reduciendo el número de puntos o sea comprimiendo el
Track, de esta manera podemos ir borrando el registro para que nos siga grabando el recorrido. Algunos
receptores pueden guardar el track completo. En el Track se almacena las posiciones, marcas de tiempo
(fecha y hora), altura, velocidad y distancia desde el último punto, de cada uno de los puntos que componen
dicho Track. Al comprimir los track se pierden algunas de estas marcas y registros, por eso siempre que sea
posible es mejor descargar en el ordenador Track completo (Tracklog).
Los tracks pueden ser recorridos en ambos sentidos (original y tracback)
Observaciones generales de los Tracks.
- A menos que lo desactivemos, en aquellos aparatos que lo permitan, el equipo va llenando la memoria
del Track. En el momento en que la memoria se ha llenado, cada nuevo punto se va añadiendo al
final, y al mismo tiempo, se van borrando los puntos de la zona inicial. Es lo que se conoce con la
opción WRAP.
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Algunos receptores pueden cesar el registro una vez que la memoria se ha llenado, opción FILL, no se
pierden los puntos iniciales pero el Track queda interrumpido.
- Tanto en uno como en el otro caso, hay tener en cuenta que el registro está siendo limitado por la
cantidad de puntos disponibles ( memoria de Track)
- La solución es almacenar varios Tracks memorizados, se recurre a la compresión reduciendo el
tamaño original a un tamaño menor (250 o 750 puntos, según modelos), la reducción se hace
prescindiendo de algunos puntos no esenciales, tramos rectos con menos puntos o convirtiendo
curvas en tramos zig-zag. La forma general se mantiene pero el detalle es menor.
- Hay datos que en algunos equipos no se mantienen al guardar el Track, como la altura o las marcas
de tiempo aunque siempre se mantienen las coordenadas.
- Los receptores Magellan, almacenan un único track de 2000 puntos, que puede ser convertido en un
Tracback.
Ajuste del Tracklog.
No todos los receptores permiten este ajuste.
Entre los ajustes permitidos, podemos escoger que registre el track en función de la distancia recorrida o el
tiempo transcurrido. También podemos optar porque sea el propio GPS quien decida cuando crear un punto
(AUTOMATIC o RESOLUTION),o tener desconectada esta función para que no nos guarde ningún punto OFF.
En el modo automático inserta un punto de track cada cambio significativo de la velocidad, la trayectoria o
ambos. En recorridos sinuosos, el receptor utilizara mas puntos que en recorridos rectos. Los receptores para
campo y montaña son capaces de registrar un track con mayor detalle que los receptores orientados a
automoción. Normalmente la función automática tiene en cuenta el tipo de trazado y ahorrar puntos en las
zonas rectilíneas para luego utilizarlos en las partes más curvadas.
El ajuste del Track, cuando sea posible, se tendrá que tener en cuenta unos factores, como duración de la
marcha, la distancia que se recorrerá y la irregularidad del camino.
-
TRACBACK, BACKTRACK.
Es una ruta automática generada por el GPS que discurre por el camino anteriormente recorrido (track). El
aparato puede guiarnos, de manera que la recorramos en sentido de ida o de regreso.
Esta función convierte nuestro track en un itinerario de retorno al punto de partida. En la mayoría de los
receptores el Tracback puede ser recorrido en cualquiera de los dos sentidos: de principio a fin o de fin a
principio. Algunos nos avisan mediante un mensaje de texto, una alerta acústica, o ambos a la vez de que nos
estamos aproximando a un giro.
RUTAS
Itinerario constituido por segmentos rectilíneos que enlazan waypoints. El GPS tiene indicadores que
ayudan a recorrer una ruta, una vez que se activa la navegación de la misma.
Una ruta nos es más que una serie de waypoints dispuestos en un cierto orden.
La navegación de una ruta supone llegar a cada uno de los waypoints que la componen, en el orden
previsto.
Con el GPS podemos crear una ruta seleccionando waypoints de una lista y a continuación seguir
(navegar) dicha ruta.
Cuando nos acercamos al siguiente waypoint, el GPS nos avisará y pasará automáticamente a guiarnos
hacia el próximo punto. Si nos saltamos un punto intermedio, el GPS nos indicará que nos estamos alejando
de él y nos guiará “hacia atrás”, hasta que estemos más próximos al siguiente punto que al anterior; en ese
momento nos guiará hacia el punto al que nos estemos acercando.
Cualquier waypoint puede ser compartido por varias rutas.
Al iniciar una ruta el GPS nos muestra en la pantalla parámetros para guiarnos:
• Una grafica en forma de carretera ( no disponible en todos los equipos).
• Un puntero en forma de flecha, indicando la dirección correcta.
• En ciertos receptores, un indicador CDI en forma de escala, indicándonos la trayectoria real con
relación al desvío del siguiente waypoint, o una brújula en forma de cinta horizontal y también puede
mostrar un limbo, semejante a una brújula en cuyo centro una flecha nos indica la dirección a seguir.
Además de estos indicadores, proporciona información de velocidad, rumbo de trayecto, distancia al
próximo punto, tiempo estimado de llegada, etc... datos configurables por el usuario.
GOTO.
Es la ruta más sencilla. La ruta directa que nos indica GPS consiste en la línea más corta que une nuestra
posición actual y el punto que pretendemos alcanzar. Como en tierra difícilmente podremos seguir un itinerario
recto, a medida que avanzamos nuestra posición va cambiando y el receptor nos indica esos cambios, o sea
de la dirección a seguir como consecuencia de esos cambios. Nos informa de la distancia que nos queda por
recorrer y el tiempo que tardaremos en llegar al destino, así como la hora de la posible llegada.
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5.6 PLANIFICACIÓN DE UNA RUTA. EXCURSIÓN.
En primer lugar, para que le GPS funcione necesitamos energía ya sea por medio de pilas, baterías o algún
otro medio de corriente continua, por eso es importante que siempre llevemos un juego de pilas o baterías de
repuesto.
UTILIZACIÓN CORRECTA DEL GPS.
El GPS no es una varita mágica capaz de llevarnos de regreso a casa cuando estamos perdidos, aunque
utilizándolo adecuadamente si nos ayudará a encontrar ese camino. Básicamente debemos saber que el GPS
nos dice donde estamos (en coordenadas y también de una forma esquemática en la pantalla), en que
dirección y a que ritmo nos movemos, que rastro virtual vamos dejando al desplazarnos, hacia donde debemos
caminar para llegar a un waypoint, que hora es (la hora mas exacta que se conoce). También nos informa de
los momentos de salida y puesta del Sol y Luna, las fases Lunares, etc...datos que pueden sernos útiles para
el uso que queramos hacer con nuestro receptor.
Pero siempre hay que tener en cuenta, que el equipo no piensa por nosotros y tendremos que decirle
donde queremos ir para poder guiarnos.
Por esta razón es muy importante y nunca debemos olvidar marcar un waypoint en el ultimo lugar
civilizado, o el sitio donde hemos dejado aparcado nuestro coche, antes de comenzar con nuestra excursión a
pie, bicicleta o automóvil. Tenemos que dejar el equipo encendido unos minutos, antes de marcar la posición
del punto de partida, con el fin de que se actualice el almanaque y obtengamos una buena precisión.
Es necesario hacer una observación importante: el GPS es un instrumento electrónico que puede quedarse
sin baterías, averiarse o no tener señal a causa de problemas con los satélites, por estas razones es
imperativo llevar siempre un mapa y la brújula que nunca fallaran.
Debemos ir marcando waypoints en cruces de caminos, desvíos o en lugares donde podamos tener alguna
duda para el itinerario de regreso.
Si llevamos encendido todo el tiempo el equipo para que nos grabe el track, tenemos que tener en cuenta
el consumo para no quedarnos sin batería / pilas, una opción es utilizar el modo ahorro de batería, en este
modo el GPS desconecta la sección receptora a intervalos de 5 segundos.
Todos los receptores permiten al menos crear una ruta. El proceso consiste seleccionar un punto de partida
(Waypoint) e ir agregando puntos por los cuales pasará la ruta y, por último, añadir un waypoint del destino,
para esto utilizamos los waypoints almacenados en la memoria del GPS.
La ruta más sencilla es la formada por un solo punto, GOTO.
5.7. NAVEGACIÓN BÁSICA. CAMINANDO CON EL GPS
Como ya hemos dicho, la navegación consiste en seguir en orden una serie de puntos distribuidos en una
ruta. Un GPS normalmente no tiene “conocimiento” de los caminos reales que debemos seguir para llegar de
un punto a otro, así que se limitará a indicarnos la distancia en línea recta hasta el próximo waypoint y la
dirección que apunta hasta dicho punto.
Podemos navegar con el GPS viendo el compás o brújula o a través de la pantalla del mapa, que nos
permitirá tener una idea global de la ruta y la posición relativa de los próximos puntos.
INICIALIZAR EL GPS. Después de los ajustes previos, tendremos que situarnos en una
zona a cielo descubierto para que el terminal, al encenderlo, determine su nueva posición y
sepa qué satélites son los que en ese momento tiene a su “vista”. Actualmente lo suelen hacer
de forma automática, sino lo consigue deberemos introducirle las coordenadas aproximadas de
nuestra posición. Esta primera vez tardaremos unos minutos en inicializarlo, pero en las
siguientes ocasiones, sino transcurre mucho tiempo desde la última que lo usamos, o lo
encendemos después de un largo viaje, en unos segundos estará operativo.
PRACTICA. Empecemos con un ejercicio práctico muy básico, pero que refleja plenamente
la filosofía de la navegación con GPS y que en definitiva, la práctica es la mejor forma de entender y aprender
el manejo de cualquier herramienta.
Para esta primera experiencia podemos hacerlo desde la puerta de nuestra propia casa, comenzaremos
con inicializar nuestro GPS, una vez que nos indique su operatividad, marcaremos esta posición y la
guardaremos como un waypoint, al que podemos llamar CASA, por ejemplo. A continuación empezaremos a
movernos (podremos fijarnos en la velocidad en km/h a la que nos movemos), cuando hagamos un cambio de
dirección considerable (+45º), tomaremos ese waypoint (lo podremos llamar 001, y así sucesivamente), no es
necesario prolongar mucho el recorrido, con coger 5 puntos será suficiente.
Llegó el momento de que nuestro GPS nos guíe hasta nuestra casa, en un principio lo haremos con la
función más básica: situados en el último waypoint (004-), con el teclado nos pondremos sobre el anterior
(003) y le pediremos un GOTO, y con la pantalla del puntero nos irá indicando la dirección y rumbo que
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debemos tomar, sin lugar a dudas llegaréis al 003 (podremos ver la distancia que hay hasta el 003, según nos
movemos hacia él), si aumenta es que no vamos bien encaminados.
IMPORTANTE: EL GPS TIENE QUE ESTAR EN MOVIMIENTO PARA QUE FUNCIONE, SI OS PARÁIS
LOS DATOS SERÁN ERRÓNEOS.
Como hemos hecho anteriormente, podemos hacerlo sucesivamente del waypoint 003 al
002 y de éste al primero que denominamos CASA.
Aprovechando que ya tenemos 5 waypoints almacenados, haremos un ejercicio algo más
avanzado:
Con las instrucciones que nos proporcionaron con el GPS, crearemos una RUTA, es decir,
le diremos que del waypoint CASA queremos ir a 001, de este al 002 y así hasta el 004.
Una vez creada la ruta, sólo tenemos que decirle que inicie la navegación, nos irá llevando
de un punto a otro sin necesidad de hacer GOTOs, al llegar a un punto saltará
automáticamente al siguiente hasta el final de la ruta.
La última práctica que propongo, la podemos hacer a continuación de la anterior, desde el
waypoint 004, buscaremos en el menú la función TRACK. En esta pantalla nos indicará el porcentaje de
memoria que tenemos ocupada, con los ejercicios anteriores seguro que no la hemos agotado, por lo que le
pediremos un TRACK BACK y automáticamente, también con la pantalla del puntero, nos guiará fielmente
hasta el punto inicial (waypoint CASA).
Para la función TRACK tenemos que estar pendientes de la capacidad de memoria que nos queda, para no
perder los puntos de track del principio de la ruta, es recomendable guardar y borrar el almacenado antes de
comenzar una nueva ruta, para así garantizarnos el 100% de la memoria.
5.8. RUTAS O TRACKS
El track siempre es más fácil de seguir que una ruta, teniendo en cuenta que la mayoría de los GPS crean
rutas bastante detalladas (TrackBack) sobre los track registrados y sobre los memorizados, podemos
utilizarlos como rutas con una gran cantidad de puntos.
El track es una ruta que depende de nuestro GPS, puede tener entre 250 y más de 3000 puntos, y tener
memorizados entre uno y 10 track.
Navegando con una ruta los datos que vamos obteniendo en nuestro GPS son mayores, pues nos va
indicando tiempos, distancias, referentes al próximo waypoint, pero con el inconveniente de que si esos
waypoint están muy lejos entonces habrá giros entre éstos dos puntos que el receptor no nos indicará.
Hay que tener en cuenta que los receptores admiten entre 1 y 50 rutas de 30 o 50 waypoint cada una, a la
hora de crear una ruta hay que recordar la capacidad de nuestro receptor.
Para hacer senderismo o bicicleta de montaña, siempre es preferible utilizar un track, pues el recorrido que
hacemos es por senderos poco o nada marcados. Para el automóvil, en carretera o 4x4, podemos utilizar sin
problema rutas, porque siempre iremos por una carretera o pista fácil de seguir, y sólo necesitaremos de
referencia los giros, cambios de dirección, cruces o lugares de interés.
Los puntos de una ruta son waypoints, con un nombre y un símbolo que podemos identificar sobre el
terreno, en cambio los puntos de track son anónimos, y es difícil saber donde se encuentra cada uno de ellos,
a excepción de que coincida con un waypoint.
Ruta con waypoints.
Track con waypoints.
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Una buena opción es usar un track, pero acompañado de waypoints sobre ese Track, que según pasemos por
ellos nos orienta sobre nuestra situación del recorrido.
5.9. PRUEBAS DE NAVEGACIÓN.
El principal objetivo de una prueba de navegación es desplazarse hasta una serie de lugares de los que
sólo se conocen sus coordenadas geográficas (waypoints), pero no la manera de llegar hasta ellos.
El ganador de una prueba de navegación es aquel que consigue llegar a más cantidad de puntos al
finalizar la prueba.
Como no hay jueces que verifiquen la llegada del participante a cada uno de los puntos, este debe aportar
pruebas de que ha estado en cada punto. Las pruebas pueden ser una fotografía (cámara digital) o en algunos
casos, la asignación del número de punto correspondiente a una fotografía de un catálogo previo que entrega
la organización.
En algunos casos, la localización de estos puntos se complementa con la realización de pruebas
especiales de habilidad, aptitudes o de orientación con brújula.
El desplazamiento entre los puntos (navegación) se realiza en un vehículo
todoterreno en el que habitualmente van al menos dos personas (piloto y
navegante). También existen pruebas para bicicleta de montaña y para
senderismo.
Para la realización correcta de este tipo de pruebas se requiere como mínimo
y en la mayoría de los casos:
1. Las coordenadas de los waypoints que es necesario visitar
2. Las fotografías “modelo” de cada waypoint
3. Mapas de la zona donde discurre la prueba (en papel y digitalizada)
4. GPS y brújula
5. Ordenador portátil con programa de navegación o PDA.
6. Hoja de ruta y normas de la prueba
Los puntos 1,2 y 6, los debe entregar el organizador, pero el resto de los
medios suelen corresponder al participante.
Normas básicas. En este tipo de pruebas suele primar la estrategia del navegante y la intuición /
experiencia del conductor sobre la habilidad al volante, la preparación del vehículo e incluso la velocidad. El
tandem conductor-navegante debe estar perfectamente organizado para evitar pérdidas de tiempo y errores
debido a discusiones o falta de comunicación.
Como norma general, estas pruebas se desarrollan a lo largo de una jornada, en la que existen los
siguientes hitos:
1. Reunión, briefing y entrega de waypoints y hojas de ruta.
2. Salida: en algunos casos, la salida de los diferentes participantes de realiza de forma escalonada, cada
cierto intervalo de tiempo
3. Punto de control obligatorio (CPO): Lugar conocido desde el principio de la prueba, por el que los
participantes deben pasar entre ciertas horas con el fin de sellar su hoja de ruta. El no pasar por el CPO en el
horario previsto puede suponer una penalización o la descalificación
4. Meta: Al pasar por el CPO se suelen entregar las coordenadas del punto de meta, en el que los
participantes deben estar antes de una hora límite, que puede depender de la hora en la efectuaron la salida si
fue escalonada. No presentarse en la meta antes de la hora límite puede suponer la descalificación.
Los puntos se pueden visitar en cualquier orden, pero debemos tener en cuenta, que no todos ellos otorgan
la misma puntuación, que varía dependiendo de la facilidad de acceso e identificación de cada uno.
ESTRATEGIA.
Como ya hemos comentado, es la estrategia, ayudada por la experiencia y el conocimiento del terreno un
factor básico para el éxito en estas pruebas.
Ruta. Al estar la mayoría de los puntos muy dispersos en la zona donde transcurre la prueba, es
conveniente, antes de comenzar la navegación establecer, a la vista del mapa y de los puntos, el orden a
seguir y el camino a tomar entre cada punto, de forma que en el menor tiempo posible obtengamos la máxima
puntuación; ya sea visitando gran cantidad de puntos de baja puntuación pero de fácil acceso o de alta
puntuación pero más complejos, o una combinación de ambos.
El camino más corto no es la línea recta. Como norma general, un desplazamiento por carretera entre dos
puntos es mucho más conveniente que un desplazamiento por pistas o caminos aunque éste sea más corto.
La velocidad por carretera puede ser hasta 4 veces más rápida, y desconocemos la situación en la que puede
estar un camino que aparentemente es correcto en el mapa pero que posiblemente ya no existe o está
cortado.
Desconfía. En algunos casos veras puntos muy cercanos en el mapa y te sentirás tentado de ir a por ellos
uno tras otro. Desconfía porque en muchos casos entre ambos puntos hay un camino cortado o un gran
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desnivel insalvable, que te obligará a dar la vuelta e intentar el acceso desde otra vertiente de la montaña o
desde un camino desconocido.
Conoce los caminos. La experiencia te dirá cuándo una pista tiene continuidad o desemboca en un
sembrado, o cuando, un camino que parece que gira en sentido contrario, acaba apuntando directamente a tu
destino. Sin duda, los mapas topográficos de la zona, unidos a la información del GPS y al “mapa móvil” de tu
ordenador, son una ayuda imprescindible para una buena navegación, pero ten en cuenta que en muchos
casos, habrá caminos que no aparecen en el mapa y, sobre todo, caminos que han desaparecido.
Atento a la orografía. El monte no es un lugar llano atravesado por caminos en todas direcciones. Las
montañas, ríos y otros accidentes naturales condicionan los pasos y dirigen los caminos y las pistas.
Estate muy atento a los waypoints que están al otro lado de un río, porque las posibilidades de encontrar
un paso del río son muy reducidas y debes aprovecharlas.
Presta especial atención a las curvas de nivel en el mapa, que te permitirán ver si un camino circula por un
desfiladero entre montañas, sin salidas a ambos lados, por un collado o por una llanura que puede presentar
muchas posibilidades. No olvides que una distancia de 100 metros en una sierra puede ser insalvable incluso
yendo a pie.
5.10. GEOCACHING.
Geocaching (se pronuncia Geo-cashing) es un entretenido juego de aventura para los usuarios de GPS.
Participar en una búsqueda de tesoros es una buena manera de conocer y aprovecharse de las múltiples
posibilidades que ofrece un terminal GPS. La idea básica es que individuos y organizaciones esconden los
tesoros por todo el mundo y se comparten las localizaciones (coordenadas) de estos escondites en Internet,
permitiendo que otros compañeros Geocachers se lancen a la búsqueda de tu tesoro. Una vez encontrado un
escondite, éste puede sorprenderte con gran variedad de recompensas. Todo lo que se le pide al visitante es
que, si ellos cogen algo del Tesoro, dejen algo a cambio en el mismo.
El tesoro (Cache, pronunciado "cash") un recipiente escondido que contiene un libro de registro (de visitas /
de bitácora), un bolígrafo / lápiz, y posiblemente artículos de recompensa. Los caches eran usados
normalmente por exploradores, mineros, etc. para esconder provisiones y otros artículos con propósitos de
emergencia.
La palabra Geocaching se divide en GEO para la geografía, y Caching para el proceso de esconder un
tesoro.
Es aparentemente fácil. Una cosa es saber las coordenadas donde se encuentra el Tesoro y otra
totalmente diferente es llegar allí.
Geocaching es un fenómeno relativamente nuevo. Las reglas son muy simples:
1. Coge algo del escondite
2. Deja algo en el escondite
3. Escribe sobre él en el Libro de Visitas (o cuaderno de bitácora).
El lugar donde poner un tesoro depende de ti.
Un tesoro puede tomar formas muy distintas, pero siempre debe contar con el libro de visitas. En su forma
más simple un escondite puede ser simplemente el libro de visitas y nada más. El libro de visitas contiene la
información del fundador del tesoro y notas de los visitantes del tesoro. Como mínimo puedes dejar la fecha y
la hora en la que visitaste el tesoro.
Los escondites más grandes pueden consistir en un cubo de plástico impermeable. El cubo contendrá el
libro de visitas y cualquier número de más o menos valiosos artículos. Estos artículos convierten el escondite
en una verdadera caza del tesoro. Tú nunca sabes lo que el fundador u otros visitantes del tesoro pueden
haber dejado allí para que lo disfrutes. Recuerda, si coges algo, sería justo y necesario que dejes algo a
cambio. Los artículos de un escondite grande podrían ser: Mapas, libros, software, hardware, un CD, videos,
cuadros, dinero, joyería, entradas, antigüedades, herramientas, juegos, etc... (o ... ¡¡dinero!!). Se recomienda
que los artículos introducidos en un escondite grande se empaqueten individualmente en bolsas de plástico
transparente para que estén más protegidos.
La localización de un tesoro puede resultar muy entretenida. La localización de un Tesoro demuestra
habilidades / conocimientos del fundador y posiblemente incluso su valentía. Un tesoro localizado en un
precipicio rocoso accesible solo mediante escalada puede ser difícil de encontrar. Un tesoro submarino sólo
puede accederse buceando. Otros tesoros pueden exigir largas jornadas de excursionismo, requiriendo
habilidades especiales de orientación, y equipos especiales para conseguir llegar allí. Los tesoros pueden
encontrarse en ciudades dentro y fuera de edificios, enterrados o no.... La habilidosa colocación de un
pequeño libro de visitas en un ambiente urbano puede ser un gran desafío a pesar de la exactitud de un GPS.
Ese pequeño libro de visitas puede tener un billete de cien dólares en él o un mapa de un tesoro mayor. Podría
contener pistas o enigmas para resolver que pueden llevar a otros escondites.
En la pagina siguiente tenemos la hoja informativa que debe acompañar a todos los GEOCACHE.
Alberto 2.004
GEOCACHE - LEA POR FAVOR
¡Felicidades, lo ha encontrado! (Intencionadamente o no, pero lo ha
encontrado)
¿Por qué está este envase oculto aquí? ¿Por qué demonios está aquí este
contenedor con todas estas cosas dentro?
Esta caja es parte de un juego mundial dedicado a los usuarios de
dispositivos GPS (Sistema de Posicionamiento Global, dispositivo que permite
conocer las coordenadas exactas del lugar donde nos encontramos), llamado
“Geocaching”. El juego consiste básicamente en esconder un “tesoro” (esta
caja y su contenido), por un usuario de GPS y publicar las coordenadas
exactas para que otros usuarios de GPS puedan venir “a la caza del tesoro” y
encontrarlo.
Las únicas reglas son: si coge algo del contenedor, debe dejar algo en él
después, y debe anotar su visita en el libro de registro.
La persona que escondió aquí este contenedor, esperaba encontrar un
buen lugar, no accesible fácilmente por personas no interesadas en su
búsqueda; aunque, a veces, un buen lugar resulta ser un mal lugar.
SI HA ENCONTRADO ESTE CONTENEDOR POR ACCIDENTE:
¡Fantástico! ¡Será bienvenido si decide unirse a nosotros! Solo le pedimos que:
No mueva o estropee el contenedor. El verdadero tesoro es sólo encontrar el contenedor (no lo que hay
dentro) y compartir nuestros pensamientos con toda la gente que lo encuentre.
Si lo desea, coja algo. Pero debe dejar alguna cosa suya dentro, para que otros la encuentren, y escriba en
el libro de registro sobre su visita.
Si es posible, háganos saber que lo ha encontrado, visitando el sitio web de Internet que aparece más
abajo.
El juego “Geocaching” está abierto a todo el mundo que tenga un GPS (o un buen mapa y una brújula!) y
ganas de aventura. Hay muchos lugares como este por todo el mundo. Tenemos nuestro centro de
funcionamiento en Internet.
Visite nuestro sitio Web si quiere conocer más o dejarnos algún comentario:
http://www.geocaching.com
http://www.geocaching-hispano.com
Si este contenedor necesitase ser quitado por alguna razón, no dude en comunicárnoslo. Lo sentimos
mucho y estaremos encantados de trasladarlo a otro lugar.
La Referencia GEOCACHING de este contenedor es: ________________________
Este contenedor fue depositado aquí el:
______ / ______ / ______
Alberto 2.004
6. ACCESORIOS ESENCIALES
6.1. ANTENA EXTERNA.
Es una buena opción, para tener el GPS en lugar diferente de la antena, sin necesidad de este orientado
para recibir la señal de los satélites.
Algunos receptores tienen una conexión para conectarles una antena exterior.
Existen tres tipos de antenas: las pasivas (bastante raras), las activas alimentadas a 5 V y, las que se
alimentan de 2.5 a 3 V. La activa tiene un pequeño amplificador que es alimentado por el GPS a través del
cable, y drenan una pequeña cantidad de corriente, nunca superior a 30 mA, no siendo un consumo
importante, debemos tenerlo en cuenta, para calcular la duración de las pilas-baterías.
Para los GPS sin conexión de antena externa, podemos utilizar una antena radiante conectada a otra
antena receptora alimentada a través del mechero del coche.
6.2. ALIMENTACIÓN. CABLES Y TARJETAS DE MEMORIA.
En condiciones normales y si no abusamos de la iluminación de la pantalla, un juego de pilas nos puede
durar una jornada.
El GPS utilizado en un vehículo puede alimentarse directamente de la batería mediante el adaptador
correspondiente.
Otra de las opciones son los cables de alimentación para conectar a una toma de encendedor.
Para quienes vayan a utilizar su receptor muchas horas seguidas pueden prepararse una batería externa.
Si queremos comunicarnos con un ordenador o PDA, para intercambiar datos y hacer la función de mapa
móvil necesitamos un cable de datos.
Las tarjetas de memoria que incorpora nuestro GPS (según modelos) nos sirve para cargar los mapas
detallados. Es una memoria externa en forma de cartucho o tarjeta tipo flash, que se inserta en un alojamiento
del receptor. Puede ser de tipo convencional a base de tarjetas de entre 8 y 256 MB, como las utilizadas en las
cámaras digitales, las PDA y los reproductores de MP3, o de tipo no convencional.
Magellan y Holux, entre otros, emplean tarjetas convencionales, como las Secure Digital (SD) y Compac
Flash (CF), respectivamente. Garmin utiliza unos cartuchos propios, no convencionales, de entre 8 y 128 MB.
6.3. OTROS ACCESORIOS
Por último, tenemos que tener en cuenta también otros accesorios, como pueden ser una funda para el
transporte y protección del receptor, y otro mucho más importante, es un soporte para la sujeción en un lugar
accesible de nuestro vehículo.
Alberto 2.004
7. EL GPS Y EL ORDENADOR.
Una vez te hayas hecho al GPS, verás que junto a un PC, impresora, escáner y un programa específico,
podrás crear waypoints, rutas, escanear mapas, imprimirlos, etc... No es nada complicado y funciona con
errores de unos pocos metros.
7.1. LA AYUDA DE UN ORDENADOR, REQUISITOS Y RECOMENDACIONES.
ORDENADOR Y VEHÍCULO.
Debido a que la navegación se realiza dentro de un vehículo y normalmente desde el puesto del copiloto,
será necesario disponer de un ordenador portátil que debemos conectar al GPS a través de un cable de datos
utilizando el puerto serie (COM) del ordenador.
Dada la duración limitada de la batería del ordenador es imprescindible disponer de un alimentador a partir
de la corriente del vehículo. Lo más sencillo en un conversor de 12V a 220V al que enchufaremos la fuente de
alimentación del ordenador.
La conducción “dura” a la que nos veremos sometidos durante la navegación recomiendan fijar el
ordenador a una base desde la que podamos manejarlo y ver perfectamente la pantalla. Si no disponemos de
esta base, podemos mantener el ordenador sobre nuestras piernas, pero en este caso se hace imprescindible
una plataforma o base sobre la que situar el ordenador, que facilitará su apoyo y evitará que se nos quemen
los muslos con el calor que desprende el ordenador.
Los reflejos y la luz del sol dificultarán mucho la visión de la pantalla, por lo que además de aumentar el
contraste, debemos disponer alrededor de ella un parasol (podemos improvisarlo con una cartulina resistente
bien pegada con cinta alrededor del marco de la pantalla).
El manejo del ratón se dificulta mucho sobre un vehículo con movimientos bruscos, por lo que es muy
recomendable conectar un ratón externo al ordenador, especialmente del tipo de ratones que podemos
manejar con una bolita con nuestro dedo pulgar.
No hay que olvidar que los movimientos del vehículo pueden desconectar los cables de alimentación, datos
o ratón del ordenador por lo que conviene fijarlos correctamente e incluso reforzarlos con cinta adhesiva.
No es fácil de utilizar dentro del vehículo, el ordenador es mejor dejarlo para preparar, nuestras
excursiones y descargar los datos del GPS desde nuestra casa.
La solución es el uso de ordenadores de bolsillo o asistentes personales (PDA). Los modelos actuales
están muy desarrollados, disponen de ranuras para tarjetas de ampliación de memoria, puerto serie o USB y
pantallas táctiles a color. A estos miniordenadores le podemos cargar programas para la función mapa móvil, y
conectados a nuestro receptor, nos va indicando la posición sobre mapas topográficos, que previamente
hemos cargado en la tarjeta de memoria del PDA.
CONEXIÓN CON EL ORDENADOR. APLICACIONES DEL GPS CON EL ORDENADOR.
El ordenador sirve para guardar copia de todos los datos GPS, es decir, waypoints, tracks y rutas.
El PC ejecuta aplicaciones informáticas capaces de mostrar mapas digitales con el máximo detalle, sobre
los cuales es posible superponer los datos antes mencionados. Utilizados como plantilla, esos mapas permiten
al usuario dibujar los caminos y otros rasgos del terreno que, más tarde, es posible enviar al GPS en forma de
tracks y waypoints.
Una de las ventajas principales de un GPS es su posibilidad de conectarlo con un ordenador que
multiplicará la utilidad de ambos dispositivos.
Básicamente existen dos razones para conectar un GPS a un ordenador:
• Transmitir entre el ordenador y el GPS waypoints, rutas y tracks
• Transmitir del GPS al ordenador la posición actual de forma que el ordenador nos muestre nuestra
ubicación sobre un mapa mucho más detallado que el que ofrece el GPS en su pantalla.
En ambos casos, es necesario entrar en el menú de configuración de comunicaciones del GPS y cambiar
el protocolo de comunicación (lenguaje). En muchos casos tendremos que cambiar rápidamente entre un
protocolo y otro porque, por ejemplo, a mitad de una ruta debemos transmitir nuevos waypoints a GPS, por lo
que será necesario familiarizarnos con esta opción. En el caso de un GPS Garmin no es necesario efectuar
dicho cambio, porque el propio protocolo “GARMIN” ya incluye la información que en otros GPS sólo se
transfiere a través del protocolo NMEA.
Existen diversos programas diseñados para aumentar y facilitar las funciones de un terminal, para elegir
uno, lo primero que debemos tener en cuenta es la compatibilidad con la marca y modelo de nuestro aparato y
la posibilidad de transferir datos en ambos sentidos.
Las aplicaciones son múltiples y a cuál más práctica:
• Podemos introducir los waypoints con sus nombres, coordenadas,
etc, a través del teclado, evitando lo engorroso que puede ser el
introducirlos con los botones del GPS.
• También podemos crear nuestras rutas, y lo más interesante es
que lo vemos en la pantalla del ordenador y sobre el mapa de la zona
Alberto 2.004
sobre la que vayamos a trabajar, en definitiva, podemos plantear un recorrido en casa antes de
realizarlo y después transferirlo a nuestro GPS a través de un “interface” para usarlo el día de la
ruta.
• Para poder ver el mapa necesitaremos tenerlo digitalizado, bien escaneándolo o usando
cartografía digital en soporte CD que se encuentra en el mercado. Para que el mapa sea utilizado,
primero tenemos que calibrarlo o georeferenciarlo con el programa que estemos utilizando.
• Otra de las utilidades es que, después de hacer una travesía, podremos traspasar el track que
hemos “recogido” en el trayecto, al ordenador, podremos visualizar la ruta teórica que planteamos y
compararla con la real, y así valorar los aciertos y errores de navegación que hayamos cometido. Se
puede ver el desarrollo del recorrido, punto a punto, y se completará el trazado más o menos rápido
dependiendo de la velocidad que hayamos tomado en cada tramo, puesto que el track graba
también la velocidad y la altitud.
• Lo último en este campo es conectar el GPS por cable o inalámbrico a un ordenador portátil o
una PDA (Personal Desktop Asistant – Asistente Personal de Sobremesa), para así, por medio de
un programa y con los mapas digitales en la memoria de cualquiera de ellos, podemos navegar en
mapa móvil “moving map”, es decir, nos situará por medio de un símbolo en pantalla sobre el mapa,
y según nos movamos podremos ver nuestro desplazamiento.
PDA con mapa topográfico y waypoints para hacer mapa móvil.
7.2. PROGRAMAS PARA GPS Y ORDENADOR.
Hoy en día se encuentran en Internet numerosos programas económicos o, incluso, gratuitos, que permiten
transferir entre el ordenador y el GPS, y viceversa, toda información obtenida en nuestras excursiones. Los
hay para Windows y MacOs; basta con echar un vistazo a: http://www.gpsinformation.com
La limitada cartografía de la que dispone el GPS, el pequeño tamaño de su pantalla y la dificultad para
introducir datos a falta de un teclado en condiciones, hace muy aconsejable la utilización de un programa de
ordenador especialmente pensado para la navegación con mapas y GPS.
A continuación enumero una serie de programas útiles para su uso con receptores GPS:
COMPEGPS.
Se trata de un programa comercial capaz de manejar los GPS's y los mapas.
Alberto 2.004
DATASEND.
Se trata de un programa creado por la empresa Magellan, que es capaz de manipular los llamados POI's,
una serie de waypoints especiales que están organizados por nombres y categorías. Se trata de un sistema
capaz de manipular y organizar una gran cantidad de waypoints o posiciones.
FUGAWI.
Se trata de un magnifico programa para el manejo de los GPS y los mapas.
G7TOWIN.
Se trata de un programa gratuito capaz de comunicarse con los receptores GPS Garmin, Lowrance, Eagle
y Magellan, permitiendo el intercambio de datos entre todos ellos. Además, es capaz de capturar y transferir el
almanaque, la imagen de la pantalla, etc.
G7TOCE.
Se trata de una versión del programa G7toWin, que funciona en los mini ordenadores con el sistema
operativo Windows CE
GDM.
Acrónimo de GPS Data Manager. Se trata de un programa gratuito creado por Lowrance para la creación,
manipulación y el intercambio de waypoints, tracks y eventos con unidades Lowrance y Eagle, y un PC.
GPS CONNECT.
Aplicación gratuita para conectar un receptor Garmin a un ordenador Macintosh.
MACGPS PRO.
Programa comercial para Macintosh, relativamente potente y económico.
MAPCREATE.
Se trata de un programa creado por la empresa Lowrance que permite cargar mapas vectoriales
(cartografía) a determinados equipos Lowrance y Eagle.
MAPSOURCE.
Se trata de un programa creado por la empresa Garmin que permite cargar mapas vectoriales (cartografía)
a equipos Garmin. Este programa permite su uso como mapa móvil (navegar en tiempo real).
OZIEXPLORER.
Se trata de un magnifico programa para el manejo de los GPS y los mapas.
OziExplorer se ha convertido en el programa más utilizado, por su simplicidad y sus amplias posibilidades.
Utilizaremos OziExplorer básicamente para las siguientes funciones:
• Crear o cargar waypoints y transmitirlos al GPS
• Crear o cargar rutas y transmitirlas al GPS
• Descargar del GPS waypoints, rutas y tracks
• Representar nuestra posición en movimiento sobre un mapa
OZIEXPLORER 3D.
Se trata de un programa complementario de OziExplorer que permite ver los mapas en tres dimensiones.
OziExplorer 3D es un programa independiente, pero depende de la versión de OziExplorer para PC para crear
los mapas 3D.
OZIEXPLORER CE.
Se trata de un programa complementario de OziExplorer que funciona en los mini ordenadores con el
sistema operativo WindowsCE. Permite fundamentalmente realizar funciones de Mapa Móvil con estos
equipos. También permite la navegación asistida mediante mensajes verbales y aparición de imágenes a
través de una ruta o hacia un waypoint. Este programa depende de los archivos de Mapas (*.map) creados por
la versión de OziExplorer para PC para su funcionamiento.
OZIMC.
Se trata de un programa independiente pero complementario de OziExplorer que permite la creación y
edición de mapas vectoriales para su uso con los receptores Lowrance y Eagle compatibles, en combinación
con el programa MapCreate.
QUOVADIS.
Nombre de un programa dedicado para el uso de los GPS's con los mapas. Usa unos archivos propios de
calibración de los mapas que pueden ser importados por OziExplorer.
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WAYPOINT+.
Se trata del nombre de un conocido programa gratuito, disponible en Internet, que se usa para el
intercambio de datos entre los receptores GPS y un ordenador PC. Crea y usa archivos con un formato propio.
7.3. MAPAS DIGITALES.
Un mapa digital es la representación matemática de una imagen en papel y sirve para poderlo visualizar y
manipular en un ordenador o en un dispositivo PDA.
Existen dos tipos de mapas digitales: los mapas de bits (bitmaps), también llamados “mapas raster”, los
mapas vectoriales.
IMÁGENES RASTER
Son mapas digitalizados procedentes de cartografía en papel, o bien pueden ser originales de mapas antes
de ser impresos. Estos mapas que tienen, en papel o en soporte digital, un formato de imágenes, se
denominan, cuando están digitalizados, de tipo RASTER.
Un mapa raster es una imagen que ha sido el escaneada va a partir de una imagen impresa. También
puede ser una foto satélite o una foto aérea (ortofotos).
Las imágenes raster están compuestas por puntos muy pequeños, de colores, en su conjunto forman la
imagen. También se llaman imágenes “Bitmap” o mapas de “bits”.
MAPAS VECTORIALES
Son mapas representados por vectores. Los vectores son expresiones gráficas ecuaciones matemáticas,
que se ven en la pantalla en forma de figuras geométricas, tales como líneas, puntos, círculos, polígonos, etc...
Las características de ambos son muy diferentes:
Los mapas RASTER.
• Son archivos de gran tamaño.
• Necesitan mucho espacio en el disco para su almacenamiento.
• Demandan de muchos recursos o sea equipos de gran capacidad.
• Por su composición de puntos, tienen un tamaño optimo de visualización, pierden nitidez al
agrandarse o achicarse (Zoom).
• Al ser imágenes verdaderas pueden tener todo tipo de colorido y detalles que se requieran.
Los mapas VECTORIALES.
• Son archivos de pequeño tamaño.
• Necesitan equipos de pocos recursos.
• Por su composición de expresiones gráficas de ecuaciones matemáticas, no pierden nitidez al
agrandarse o achicarse (Zoom).
• Son mapas más bien esquemáticos representan aspectos principales y carecen de adornos y colores.
Existen muchos programas que utilizan mapas de tipo raster, como hemos visto en el apartado anterior,
estos mapas pueden ser creados por el propio usuario, para ello lo más simple es escanear la imagen del
mapa que nos interese, para transformarla en un archivo de imagen, tal como tiff, jpg, bmp, png, ecw, etc......
Estos archivos de imagen, con uno estos programas, debemos calibrarla, es decir georeferenciarla. Esto
quiere decir que debemos identificar en el mapa algunos puntos cuyas coordenadas geográficas conocemos,
de esta manera el programa puede deducir la posición geográfica de cualquier punto del mapa.
Los datos digitales utilizados para confeccionar la cartografía (lo que llamamos datos cartográficos de
segundo nivel) provienen, casi exclusiva, de unas pocas fuentes. En el caso de Europa, se trata de tres
compañías multinacionales, especializadas en cartografía electrónica: AND, Navigation Technologies
(NAVTECH) y Tele Atlas (TA). Tanto Garmin como Magellan utilizan la información suministrada por ellas para
sus mapas de carreteras y calles.
Estos mismos datos digitales son también utilizados por los fabricantes de los sistemas de navegación
presentes en los vehículos de gama (Alpine Blaupunkt, Bosch, Pioneer, VDO, etc.) y en los navegadores y
planificadores de rutas para ordenador y PDA ( MS Autoroute, Route 66, Tom Tom etc.)
7.4. MAPAS PROPIOS EN LOS GPS
Se pueden crear mapas propios para incluir en nuestro GPS. Es una tarea muy laboriosa y necesitamos
buenos conocimientos informáticos a parte de habilidad y mucha paciencia.
Para los receptores Garmin y con la herramienta GLOB GPS es un problema de dibujo que utiliza como
plantilla un mapa calibrado. Sobre este mapa calibrado vamos dibujando puntos que se van uniendo entre
ellos como si creáramos un track. Una vez terminado podemos enviarlo al GPS, pero como ocurre al enviar
Alberto 2.004
cualquier mapa, se borraran los que estaban cargados en la memoria, a excepción del mapa base. Es una
tarea de chinos que de momento no compensa.
GENERANDO MAPAS PERSONALES PARA GPS GARMIN
Introducción.
Instrucciones para generar un mapa que es posible de cargar en receptores Garmin. Mucha de esta
información está disponible en los ficheros de ayuda que se suministran con GPSMapper, utilidad usada para
la generación de estos mapas personales.
Desesperado con la poca información que da el MapSource de Garmin sobre la geografía de algunas
zonas, empecé a buscar información sobre la creación de mapas personales. Encontré las utilidades MapEdit
y GPSMapper.
La primera permite pintar el mapa como si de una hoja de calca se tratara y el segundo, procesa el fichero
generado por el MapEdit, dando como resultado un fichero *.img que colocaremos en el MapSource para
poder cargarlo en el GPS.
Lo mas interesante es QUE FUNCIONA!!!!
El ejemplo que veremos lo he realizado sobre una zona del Parc de Collserola, en Barcelona.
Requerimientos:
Lo siguiente es la lista de las cosas que necesitamos para la generación de mapas personales:
1. Mapa calibrado de la zona a tratar (sirven los mapas de OziExplorer, deben ser de Datum WGS84)
2. Utilidad MapEdit
3. Utilidad GPSMapper
4. Método de descarga del mapa resultante en el GPS. La utilidad SendMap es muy sencilla y funciona
de maravilla.
5. Un receptor GPS Garmin.
Creación de un mapa Personal.
Lo primero es conseguir un mapa de la zona, a ser posible calibrado. Si no lo tenemos deberemos
escanear uno y calibrarlo (mediante el OziExplorer, por ejemplo)
Arrancamos MapEdit y cargamos el mapa.
Alberto 2.004
A partir de aquí no hemos de hacer más que pintar líneas o polígonos. Para seleccionar que elemento
vamos a crear, podemos hacerlo con la "varita mágica".
Este icono, en la barra de iconos, nos permite seleccionar el tipo de elemento que vamos a crear:
POI - Point of Interest
Se utiliza para marcar puntos que tienen un interés especial (fuentes, picos, puentes,...)
Point
Parecido al POI pero menos iconos
Polyline
Es el más utilizado. Nos permite crear líneas poligonales y así poder crear caminos, ríos, ....
Polygon
Con esta herramienta podremos crear polígonos para definir áreas (lagos, bosques,...)
Como pintar un camino
Ahora vamos a pintar un camino, para ello seleccionamos la herramienta PolyLine y vamos clicando sobre
el camino en cuestión de manera que vayamos "resiguiendo". Cuando hayamos finalizado pulsamos el botón
derecho del mouse y el programa nos pedirá el tipo de camino que queremos que represente. Lo
seleccionamos y aceptamos la pantalla. Seguidamente nos permite introducir el nombre del "objeto" creado.
El camino que seguimos es desde Can Pedrosa hacia el primer cruce:
Arriba es la manera de como pintamos encima del camino interesado, una vez finalizado. En este caso no
hemos indicado ningún nombre. Si pulsamos la tecla "E" MapEdit Oculta o muestra el mapa que utilizamos de
fondo (a parte de otra información que ahora no nos interesa)
Alberto 2.004
Como veis, es muy cómodo pintar caminos. Si una vez pintado lo queremos modificar, MapEdit permite
Mover, insertar y eliminar puntos de un camino. Podemos también, partir (Split) una camino en dos. Para ello
seleccionamos el icono "Flecha" y pinchamos con el botón derecho sobre la línea que queramos modificar.
Es cuestión de ir jugando y practicando para entender como funciona este procedimiento.
Como pintar un POI
Simplemente seleccionamos la herramienta POI y pinchamos en el lugar donde queremos pintar el POI. Al
hacerlo, no pedirá seleccionar el tipo de objeto y seguidamente el Nombre que lo vamos a poner.
Compilando...
Una vez tenemos el fichero generado con MapEdit, este fichero (de texto) debemos procesarlo con el
GPSMapper.
Para ello debemos entender ciertas palabras clave del fichero Nombre de mapa.txt:
; Generated by GPSMap Edit 0.87b
[IMG ID]
ID=00000101
Name=00000101
Datum=W84
Preprocess=F
TreSize=5000
TreMargin=0.00000
RgnLimit=700
POIIndex=N
Levels=5
Level0=24
Level1=23
Level2=22
Level3=21
Level4=20
Zoom0=0
Zoom1=1
Zoom2=2
Zoom3=3
Zoom4=4
[END-IMG ID]
De este fichero de ejemplo, nos fijaremos en las siguientes
palabras clave:
ID
Número de 8 dígitos.
Name
Nombre del mapa que se mostrará en el GPS
El resto de palabras de momento podemos ignorarlas.
Una vez tengamos el fichero preparado ejecutamos el siguiente
comando:
cgpsmapper ac nombre de mapa.txt
Al finalizar el programa, si todo ha funcionado correctamente,
tendremos un fichero IMG con el nombre correspondiente a la
palabra clave "ID" del fichero nombre de mapa.txt.
Subiendo el mapa al GPS
Ahora solo queda utilizar el programa SendMap (que viene con
GpsMapper) para "subir" el mapa al GPS. Para ello ejecutaremos:
sendmap COM1 -s57600 nombre mapa.img
Para ver todos los parámetros posibles de este programa:
sendmap + INTRO
Alberto 2.004
Adelantando acontecimientos...
Así es como puede llegar a quedar un mapa creado por nosotros mismos:
Y así queda en el GPS:
INSTRUCCIONES PARA ENVIAR ARCHIVOS POI (Points of Interest) Y MAPAS A LOS GPS
CARTOGRÁFICOS
El archivo no hace falta recompilarlo, ya viene preparado para subirlo directamente al GPS. Para ello
debemos utilizar el programa SendMap
Hay dos versiones de SendMap
•
El que se usa cuando se conecta el GPS a un puerto serie
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•
El que se usa cuando se conecta el GPS a un puerto USB. Esto exige que de antemano, los drivers de
Garmin que permiten reconocer el GPS hayan sido ya instalados en el ordenador. Los drivers se
instalan bien con el CD-ROM que viene con el receptor GPS, o bien se descargan desde las paginas de
Garmin.
El programa SendMap se utiliza desde la línea de comandos mediante la siguiente sintaxis:
SENDMAP COMport [opciones] mapa1 mapa2 ...
Por ejemplo:
SENDMAP COM1 refugios.img
Hay que tener en cuenta que cuando subimos un mapa al GPS se borran los que ya tenía (a excepción del
mapa base). Es por esto que si queremos tener varios mapas simultáneamente debemos subirlos todos a la
vez mediante el SENDMAP. Por ejemplo, para subir el mapa de los refugios y la zona de Levante del
MapSource MetroGuide pondríamos:
SENDMAP COM1 refugios.img 07705649.img
Hay otro modo de usar el SendMap de una forma más cómoda. Se ha creado un programa bajo Windows
que permite la carga de mapas de una forma más intuitiva. Es el programa GPS SendMap. Este programa
exige que SendMap esté previamente instalado.
El mapa de los refugios de Pirineos lo he hecho con el MAPDEKODE, que en su última versión te permite
hacerlos transparentes, y así poder ver los mapas de la misma zona que hay por debajo (como por ejemplo el
mapa base). Este mapa es sencillo y solo tiene puntos, pero puedes hacerlos todo lo complejos que quieras
con líneas y polígonos (exactamente igual a los que vende Garmin).
Para abrirlo el mapa en el PC (y ver su contenido) puedes utilizar el programa MAPEDIT, que junto con el
GPSMAP también te permite crear nuevos mapas IMG para cargar en los Garmin.
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8. GLOSARIO. DICCIONARIO DE TÉRMINOS.
ACIMUT. Es el ángulo entre el norte geográfico y una dirección determinada. Usado principalmente en
topografía.
ALMANAQUE. Información que predice la situación orbital de todos los satélites que forman la constelación
GPS.
AUTOROUTING. Guiado automático de una ruta por encima de trazado de las carreteras.
CARTOGRAFÍA. Técnica para la realización de mapas.
CONVERGENCIA DE MERIDIANOS. Angulo entre el norte geográfico y el de la proyección.
COORDENADAS. Líneas que sirven para determinar la posición de un punto.
COORDENADAS GEOGRÁFICAS. Coordenadas para definir un punto sobre la superficie del elipsoide.
Son la longitud, la latitud geodesica o latitud y la cota elipsoidal o altura.
COTA. Altura de un punto respecto a una superficie o un punto de referencia.
CURVA DE NIVEL. Curva que une los puntos que tienen la misma cota (altura). Utilizada en los mapas
topográficos para representar el relieve.
CURVÍMETRO. Instrumento que permite medir distancias no rectilíneas sobre un mapa.
DATUM, cambio de Datum. Punto en el que es tangente el elipsoide al geoide. Un cambio de datum se
realiza con una translación, una rotación y un factor de escala que se aplica a un elipsoide para aproximarlo lo
más posible a la superficie terrestre.
DECLINACIÓN MAGNÉTICA. Angulo entre el norte magnético y el norte geográfico.
DGPS. Corrección diferencial de los errores, mediante la información computada por una estación de
referencia.
DOP. Dilution of precisión, o degradación de la precisión. Tiene que ver con geometría y con el ruido del
receptor.
EASTING Y NORTHING.
EASTING. Valor de la coordenadas X, o en el eje este-oeste. Cuando se aplica en un sistema de
cuadrícula UTM, este valor está expresado en metros. Cuando el Easting tiene un valor de 500000 metros en
un sistema de coordenadas UTM, decimos que estamos en la parte de la zona UTM en la que se encuentra el
meridiano central. El valor de Easting en un sistema de coordenadas UTM siempre tiene 6 cifras, ni una más ni
una menos.
NORTHING. Valor de la coordenadas Y o en el eje norte-sur. Cuando se aplica en un sistema de
cuadrícula UTM, este valor está expresado en metros. En el hemisferio Norte, el valor de Northing representa
la distancia en metros de una posición cualquiera al Ecuador. En el hemisferio Sur, el valor de Northing
representa la distancia desde una posición determinada al origen de la zona UTM, localizada en el paralelo 80º
Sur. El valor de Northing, cuando se expresa en metros absolutos, puede contener un mínimo de 1 dígito (1
metro), hasta 7 cifras como máximo (algo más de 9 millones de metros).
EFEMÉRIDES. Información de última hora, con datos precisos de la situación orbital de cada satélite.
ELIPSOIDE. Superficie matemática cerrada de segundo orden que se forma a partir de la rotación de una
elipse sobre uno de sus ejes. Se utiliza como aproximación a la forma de la Tierra.
ESCALA. Relación dimensional entre la realidad y el mapa.
EPE. Estimation of Position Error. Calculo aproximado del error de la posición, suministrado al usuario por
el propio GPS.
ETA. Estimated Time of Arrival. Tiempo estimado de llegada a nuestro siguiente Waypoint de la ruta. Nos
indica la hora a la que llegaremos considerando nuestra velocidad y rumbo actuales.
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ETE. Estimated Time Enroute. Tiempo Estimado que queda por llegar el Waypoints de nuestro destino, o al
siguiente Waypoint de nuestra ruta considerando nuestra velocidad y rumbo actuales.
EVENTOS. Waypoint especial que sólo puede crearse y usarse en los equipos Lowrance / Eagle. Se trata
de un elemento que posee un grado de información intermedio entre el waypoint y un punto de track, en el
sentido de que se le puede asociar un icono gráfico (como a los waypoints), pero no un nombre ni un
comentario (como a los puntos del track).
GEOESTACIONARIO. Es un satélite que se encuentra en órbita a 36.000 kilómetros de la tierra en el plano
ecuatorial, los satélites se mantienen fijos en una posición apuntando siempre la misma dirección.
GEOGRAFÍA. Ciencia que estudia la superficie terrestre como marco en el que se desarrollan las acciones
e interacciones entre los elementos que conforman el medio físico y la actividad humana.
GEODESIA. Ciencia que estudia la forma y las dimensiones de la Tierra.
GEOIDE. Superficie equipotencial. Es decir, en todos sus puntos el valor del potencial gravitatorio tiene el
mismo valor. La plomada es la dirección perpendicular al geoide.
GLONASS. Sistemas de satélites para la navegación que pertenece a la antigua Unión Soviética.
GOTO. Función específica de los receptores GPS que te permite navegar hacia un waypoint determinado y
seleccionado por el usuario.
HEADING. También llamado TRACK. Es la orientación real de nuestra trayectoria respecto al norte.
LATITUD. Una de las coordenadas geográficas que se define como el ángulo entre el Ecuador, origen de
las latitudes, y la perpendicular al elipsoide en ese punto.
LONGITUD. Coordenadas geográfica que se define como el ángulo entre su meridiano y el meridiano de
Greenwich.
MERIDIANO. Son las líneas imaginarias trazadas sobre la superficie terrestre de longitud constante.
MOB. Acrónimo del inglés Man Over Board, u Hombre al Agua. Se trata de una función específica presente
en algunos receptores Garmin que permite crear de forma instantánea un waypoint con el nombre MOB, de
forma que se activa al mismo tiempo la navegación dirigida hacia ese waypoint.
MODO GARMIN (GRMN). Se trata de un modo en el que puede ajustarse la interfase de comunicaciones
de los equipos Garmin. El GPS debe estar en este modo para que tenga lugar el intercambio de waypoints,
tracks, rutas, posición, fecha, hora, almanaque entre el GPS y nuestro PC. Además, este es el modo que debe
usarse cuando pretendemos actualizar el firmware (programa interno) de nuestros receptores Garmin.
MULTISENDA (ERROR). Error provocado por los rebotes de la señal de los satélites contra objetos
sólidos.
NMEA. Acrónimo de National Maritime Electronic Association. Se trata de una organización que estableció
un lenguaje estándar inicialmente diseñado para comunicar aparatos electrónicos en aplicaciones marítimas
que son útiles para la navegación. El código NMEA se ha extendido en otros equipos, como aerógrafos,
brújulas, sonar de profundidad, etc. En las sentencias NMEA se indica la fecha, hora, rumbo, velocidad,
posición actual, waypoint de destino, altura, etc.
Modo NMEA. Se trata de un modo en el que puede ajustarse la interfase de comunicaciones de todos los
receptores que permite la emisión de las llamadas sentencias NMEA.
MGRS. Military Grid Reference System, Se trata de un sistema de coordenadas rectangulares que forma
parte del sistema UTM usado por los militares, que define las distintas zonas por pares de letras que definen
cuadrados de 10 km de lado.
NAD27. Son las iniciales de Datum 1927. El precedente a WGS84. Muchos mapas todavía usan el NAD27
datum, por eso asegúrate siempre de comprobarlo antes de usar la unidad GPS con mapa.
NAVSTAR. Acrónimo de National Maritime Electronic Association. Se trata de una organización que
estableció un lenguaje estándar inicialmente diseñado para comunicar aparatos electrónicos en aplicaciones
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marítimas que son útiles para la navegación. El código NMEA se ha extendido en otros equipos, como
aerógrafos, brújulas, sonar de profundidad, etc. En las sentencias NMEA se indica la fecha, hora, rumbo,
velocidad, posición actual, waypoint de destino, altura, etc.
PARALELO. Son las líneas imaginarias que unen puntos de igual latitud sobre la superficie terrestre.
POI'S. Acrónimo de Points Of Interest (Puntos de Interés). Se trata de un conjunto de Waypoints especiales
creados por y para los receptores Magellans, que son manipulados por el programa DataSend
PROYECCIÓN CARTOGRÁFICA. Función matemática que a cada punto del elipsoide le asocia un punto
sobre el plano. Es decir que cada punto de la superficie terrestre con coordenadas geográficas lo transforma
en un punto de un mapa con coordenadas planas.
ROAD-LOCK. Es la función de los equipos Garmin de anclar el cursor a la calle o carretera mas próxima.
RUMBO. Ángulo entre el norte magnético y una dirección determinada. Usado principalmente en
navegación.
RUIDO. Señales eléctricas no deseadas, procedentes de la ionosfera, troposfera y las generadas por los
componentes electrónicos del receptor que se suman a la señal del GPS produciendo un error.
RUTA. Sucesión de Waypoints que definen un camino. Los GPS's pueden navegar hacia una ruta,
dirigiéndose desde el primer waypoint (punto de origen) hasta el último (destino) de una forma ordenada,
pasando por todos y cada uno de los waypoints que la constituyen.
SA. Disponibilidad selectiva. El error intencionado en el mensaje de los satélites.
TOPOGRAFÍA. Técnica para representar sobre un plano el relieve y los fenómenos naturales o artificiales
de un lugar determinado.
TRACK. Camino, sendero, rastro, estela. El significado de track es tan rico en el mundo del GPS que no
hay una palabra adecuada en español que la pueda sustituir. Hace referencia al mismo tiempo al rastro o
estela del camino por el que hemos ido navegando, como al camino o sendero que podemos diseñar en
previsión de un viaje inmediato o futuro.
TRACBACK. Función especifica que realizan los receptores Garmin, en la que un Track se convierte de
forma automática en una ruta.
UTC. Tiempo universal coordinado, también conocido como “tiempo zulú”.Se toma como referencia las 0
horas en el meridiano 0, o meridiano de Greenwich.
UTM. Universal Transverse Mercator. Se trata de un sistema de cuadrícula rectangular que cubre la Tierra
desde la latitud 80º Sur a la latitud 84º Norte. No confundir con un tipo de proyección de un mapa. Es el
sistema más implantado en la actualidad en los mapas terrestres. Las cuadrículas rectangulares no vienen
expresadas en grados y minutos, sino en metros.
UPS. Universal Polar Stereographic. Se trata de un sistema de cuadrícula rectangular que se usa para
cubrir la Tierra en los Polos Norte y Sur (por encima de los 84º Norte y por debajo de los 80º Sur, que son
zonas no cubiertas por el sistema UTM).
WAAS. Wide Area Augmentation System. Sistema de corrección de señales GPS.
WAYPOINT. Posición discreta que está referida por unas coordenadas, y está identificada por un nombre.
En algunos receptores, un waypoint está además asociado a un icono gráfico y a un comentario. En otros, se
le puede asociar además una fecha y la altura. También podría definirse como una representación de un punto
de la Tierra que se puede almacenar en un receptor GPS en la forma de unas coordenadas geográficas
precisas.
WGS84. Los datos geográficos más actuales usados por GPS provienen del World Geodetic System de
1984 (WGS84). La importancia de WGS84 viene de que los receptores GPS se basan en este tipo de
información.
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9. OBSERVACIONES FINALES.
El Sistema Global de Posición ha sido desarrollado y es mantenido por el Departamento de Defensa (DoD)
de los Estados Unidos de América. Actualmente, este sistema se encuentra disponible para todo el mundo,
pero el DoD puede decidir en cualquier momento y sin previo aviso, la denegación de su empleo a los usuarios
civiles o, como ocurría recientemente, la degradación intencionada de su precisión.
Al tratarse de un equipo electrónico, su funcionamiento depende de las señales de radio de los satélites y
de una adecuada alimentación a través de baterías-pilas, el receptor podría no funcionar debido a la
imperfecta recepción de las señales de radio o por haberse agotado sus baterías.
A pesar de ser un dispositivo muy fiable, al ser un equipo electrónico puede sufrir una avería y dejar de
funcionar en contra momento.
Por todo esto, es indispensable llevar siempre un buen mapa y una brújula, antes de emprender cualquier
excursión por terreno desconocido y no confiar únicamente en la ayuda del GPS.
En resumen, siempre debemos de tener en cuenta:
1.
Nunca debemos salir de excursión a un lugar desconocido sin un mapa de la zona y una brújula, para
respaldo de nuestro GPS, en caso de que sufra un fallo de señal o una avería.
2.
Llevar siempre un juego de pilas nuevas (baterías) de repuesto. En climas muy fríos es más seguro
utilizar pilas-baterías de litio (mantienen la cara en condiciones extremas).
3.
Esperar unos minutos antes de emprender la marcha, para que el GPS haya descargado las
efemérides de todos los satélites que haya podido sintonizar. El receptor tardará un tiempo en
adquirir una posición y comenzar a dar datos para la navegación.
4.
No olvidar tomar un waypoint en el último lugar civilizado (lugar donde aparquemos que el coche, o
comencemos la excursión). Muy útil si nos aparece la niebla o se nos sobreviene la noche.
5.
Recordar que los indicadores para navegación (Bearing, Heading, CDI...) sólo funcionan cuando
estamos en movimiento, debido a que el GPS debe conocer nuestra velocidad y dirección de
movimiento para darnos un rumbo. Estando detenidos nos da la posición de dónde estamos pero no
el rumbo o la dirección dónde queremos ir.
Alberto 2.004
10. BIBLIOGRAFÍA, REFERENCIAS.
Nociones de cartografía – Jorge Franco Rey.
Nociones de topografía, geodesia y cartografía - Jorge Franco Rey.
La Montaña. Métodos de Orientación – Editorial Alpina.
Manual de Enseñanza. Topografía. Nivel I – S.G.E.
Orientación para Excursionistas – Ediciones Desnivel.
Orientación. Desde el mapa y la brújula hasta GPS y las carreras de orientación – Ediciones Desnivel.
Revista Grandes Espacios – Ediciones Desnivel.
GPS & GLONASS – Mª Paz Holanda Blas, Juan Carlos Bermejo Ortega.
Introducción al GPS. Global Position System – Manuel Angel Barea Gómez.
Manual Practico de GPS. Introducción al Sistema de Posicionamiento Global - Ediciones Desnivel.
GPS: Aplicaciones Practicas - Ediciones Desnivel.
http://www.barrabes.com
http://www.astroradio.com
http://www.sendagps.org
http://www.elgps.com
http://www.trepat.com
http://www.garmin.com
http://www.holux.com
http://www.lowrance.com
http://www.magellangps.com
http://www.navman.com
http://www.mundogps.com
http://www.geocaching-hispano.com
http://www.gpsinformation.net

Lo básico del sistema GPS

Transcripción

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